Serve la luce per accelerare i chip futuri

La fotonica è considerata come la tecnologia chiave per accelerare i chip futuri, dato che i segnali luminosi sono in grado di trasferire più dati e in maniera più veloce rispetto i segnali elettrici. Tuttavia controllare la velocità della luce, e gestirla, è ancora molto complesso anche dal punto di vista dei ricercatori. IBM ha annunciato di aver sviluppato un dispositivo in grado di "bufferizzare", cioè memorizzare temponeramente (buffering) la luce in un dispositivo abbastanza piccolo da essere integrato un in chip di silicio.

IBM afferma che i suoi scienziati sono in grado di attenersi alle restrizioni dimensionali dei chip raggiungendo il necessario livello di controllo del segnale luminoso facendolo passare in una "nuova forma" di ottica basata sul silicio composta da 100 "micro-ring risonator" (risonatori a micro-annello) posti a cascata.

Quando l'onda guida ottica è curvata da un anello, la luce è forzata a girare in tondo per molteplici volte, ritardando il suo viaggio. Il dispositivo buffer ottico basato su questo semplice concetto può velocemente immagazzinare 10 bit di informazioni ottiche in un'area di 0.03 mm2. Questo equivale a circa il 10 percento della densità di archiviazione di un floppy disk, e secondo IBM questo risultato rappresenta un "grande miglioramento" rispetto i risultati precedenti. Questo avanzamento può potenzialmente permettere di integrare centinaia di questi dispositivi in un chip per computer, un importante passo in avanti per quanto riguarda la comunicazione ottica on-chip.

Secodo IBM, i micro-ring resonator sono prodotti utilizzano sistemi di fabbricazione complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS). IBM spera che questi nuovi dispositivi possano aprire la strada all'integrazione on-chip di compatti circuiti nano-fotonici per manipolare i segnali luminosi - nello stesso modo in cui i segnali elettrici vengono manipolati dai chip in silicio odierni. Il fatto che IBM sia stata in grado di utilizzare la classica linea di fabbricazione CMOS indica che in futuro sarà possibile l'economica produzione in massa di chip optoelettronici altamente integrati che comprendano sia circuiterie elettroniche che fotoniche.

Altre recenti rivelazioni della ricerca fotonica includono l'Intel hybrid silicon laser chip, un chip che combina le tradizionali tecnologie elettriche e le future ottiche. L'azienda afferma che il dispositivo annunciato a settembre di quest'anno può essere prodotto utilizzando il processo di produttivo standard CMOS.

Il chip ibrido di Intel integra 36 laser e 36 modulatori su un unico die come un multiplexor che orienta il cannone di luce con differenti lunghezze d'onda in una fibra ottica. Ogni laser è largo circa 1 micron e lungo 800 micron - come confronto, un capello umano è largo circa 100 micron. Intel mira a combinare la piattaforma con un chip di ricezione dati per costruire un chip fotonico, che può essere utilizzato sulle schede per computer e può servire come interconnessione tra i bus.