Японская NTT и Intel сотрудничают в разработке передового чипа для оптоэлектронного синтеза

29 января американский гигант микросхем Intel объявил, что сотрудничает с NTT, ведущим оператором связи Японии, и южнокорейским производителем микросхем SK Hynix над разработкой полупроводников следующего поколения на основе технологии «фотоэлектрического синтеза».
По имеющимся данным, эта технология заменяет электронную обработку светом, который можно использовать внутри полупроводников, чтобы значительно снизить энергопотребление и ускорить вычисления в тысячи раз. Поскольку миниатюризация полупроводников приближается к своему физическому пределу, ее считают новой прорывной технологией.
Предыстория проекта и сотрудничество
По сообщениям зарубежных СМИ, Министерство экономики, торговли и промышленности Японии (METI) в рамках Организации по развитию технологий новой энергетической промышленности (NEDO) выделит 45 миллиардов иен (около 305 миллионов долларов США) на поддержку этого проекта и двух других проектов. Министерство экономики, торговли и промышленности Японии полагает, что Япония может стать лидером в мире в области технологии массового производства полупроводников нового поколения «фотоэлектрического синтеза».
Цель проекта — создать к 2027 году технологию производства устройств, которая будет использовать свет в полупроводниках, и технологию хранения данных, способную хранить данные на уровне ТБ, что снизит энергопотребление на 30% - 40% по сравнению с прошлым.
Для реализации высокоскоростной обработки оптической связи по сравнению с электричеством необходимо сотрудничество с производителями полупроводников. NTT планирует сотрудничать с Intel в области центральных процессоров (ЦП) и SK Hynix в области полупроводниковых устройств хранения данных. Кроме того, Intel предоставит консалтинг в области разработки технологий производства.
Передовые полупроводники способствуют прогрессу в оптических вычислениях
Оптические вычисления, новый тип метода обработки, использующий световые волны в качестве носителя информации, становятся горячей областью научных исследований благодаря своим преимуществам, таким как высокая скорость обработки и низкое энергопотребление.
При передаче данных оптические методы обычно используются для передачи на большие расстояния, даже в центрах обработки данных. Однако эти данные обычно преобразуются в электронные сигналы для обработки, когда они достигают места назначения. Если оптическая обработка может быть полностью использована, она теоретически сможет значительно улучшить параллелизм, производительность и энергоэффективность, а также избежать энергетических затрат, связанных с фотоэлектрическим преобразованием.
Во всем мире появилось множество стартапов, специализирующихся на оптической обработке, и многие из них активно изучают, как эту технологию можно применить к обработке ИИ. В области оптической обработки «фотоэлектрический синтез» является передовым исследованием, и компания NTT совершила крупный прорыв в этой области. Компании удалось разработать первую в мире базовую технологию для схем на основе световых транзисторов.
В настоящее время информация, передаваемая по оптической связи, обычно преобразуется в электрические сигналы с помощью специального оборудования и затем передается на серверы в дата-центрах для обработки. Внутри сервера полупроводниковые компоненты отвечают за обмен электрическими сигналами, выполнение вычислений и хранение данных. Однако развивающаяся область оптоэлектронной конвергенции обещает изменить ситуацию. Благодаря фотоэлектрическому синтезу сложная обработка информации может осуществляться непосредственно в форме оптических сигналов без необходимости преобразования электрического сигнала.
Правительство Японии также придает большое значение исследованиям в этой области и оказывает им мощную поддержку. Министерство экономики, торговли и промышленности Японии выделит 45 миллиардов иен на исследования стандарта связи следующего поколения 6G.
Не только NTT, но и другие участвующие компании, такие как Shinko Electric и Kioxia, также будут инвестировать в это исследование. Посредством этой серии технологического сотрудничества NTT и другие компании планируют гарантировать, что полупроводниковая промышленность сможет производить устройства, способные поглощать свет, и разработать технологию хранения данных, способную хранить данные терабитного уровня к 2027 году.
Кроме того, как сообщается, Intel работает над технологиями, которые позволят снизить энергопотребление на 30-40 %, а NTT планирует постепенно повышать энергоэффективность с помощью ION. NTT стремится повысить энергоэффективность примерно в 10 раз к 2025 году и в 100 раз к 2032 году. Ожидается, что эта серия технологических достижений не только расширит границы технологий оптической обработки, но и приведет к кардинальным изменениям и улучшениям в области искусственного интеллекта и других областей приложений, требующих больших вычислительных ресурсов.