COMUNICATO STAMPA
I ricercatori IBM hanno creato un dispositivo in grado di ritardare il flusso della luce su un chip di silicio, requisito che consentirà un giorno ai computer di utilizzare le comunicazioni ottiche per raggiungere prestazioni migliori.
I ricercatori sanno che l’uso di segnali ottici, anziché elettrici, per il trasferimento dei dati all’interno di un chip di computer potrebbe determinare un notevole potenziamento in termini di prestazioni, dato che i segnali luminosi sono in grado di trasportare più informazioni e più rapidamente. Tuttavia, il “buffering“, ovvero la possibilità di tenere temporaneamente i dati sul chip, è una prerogativa cruciale per controllare il flusso delle informazioni, quindi è necessario un mezzo che consenta di farlo anche con i segnali luminosi. Il risultato raggiunto oggi riguarda proprio la messa a punto di tale mezzo per il buffering dei segnali ottici sul chip.
“I microprocessori più potenti di oggi sarebbero in grado di eseguire molto più lavoro se solo riuscissimo a trovare il modo per aumentare il flusso di informazioni all’interno di un computer”, spiega il Dr. T.C. Chen, vice president Science and Technology per IBM Research. “Essendo possibile elaborare sempre più dati su chip, riteniamo che le comunicazioni ottiche siano il modo giusto per eliminare questi colli di bottiglia. Di conseguenza, il focus sul computing ad alte prestazioni si sta spostando dal miglioramento del calcolo al miglioramento delle comunicazioni all’interno del sistema”.
È possibile ottenere lunghi ritardi facendo passare la luce attraverso le fibre ottiche. Tuttavia, gli attuali dispositivi che consentono di farlo sono troppo grandi per poter essere usati su un microchip, in cui lo spazio è prezioso e costoso. Per l’integrazione pratica sul chip, l’area di una linea di ritardo dovrebbe essere ben al di sotto di un millimetro quadrato e la relativa costruzione dovrebbe essere compatibile con le attuali tecniche di produzione del chip.
Gli scienziati IBM sono riusciti a realizzare queste restrizioni delle dimensioni e a ottenere il livello necessario di controllo del segnale luminoso, facendolo passare attraverso una nuova forma di linea di ritardo ottica basata su silicio, costituita da 100 “risonatori a microanello” (micro-ring resonators) in cascata, realizzati utilizzando tool di fabbricazione CMOS su silicio. Quando la guida d’onda ottica si curva per formare un anello, la luce è costretta a girare intorno più volte, ritardando la sua corsa. Il dispositivo buffer ottico, basato su questo semplice concetto, è in grado di memorizzare brevemente 10 bit di informazioni ottiche all’interno di un’area di 0,03 mm2, che equivale al dieci per cento della densità di storage di un floppy disk.
Questo progresso potrebbe portare a integrare centinaia di questi dispositivi su un unico chip, un importante passo avanti verso le comunicazioni ottiche on-chip.
La relazione su questo lavoro, “Ultra-compact optical buffers on a silicon chip”, a cura di Fengnian Xia, Lidija Sekaric e Yurii Vlasov del T.J.Watson Research Center IBM di Yorktown Heights, N.Y., è stata pubblicata il 22 dicembre nel primo numero della rivista Nature Photonics. Il lavoro è stato in parte sostenuto dalla Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) tramite il programma del Defense Sciences Office “Slowing, Storing and Processing Light”.
