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日本PAXEL光子加速器,有效提升速度与效率


  来源: 环球创新智慧 时间:2019-09-30 编辑:仪商WXF
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据外媒报道,日本研究人员开发出一款称为“PAXEL”的新型处理器。该器件有望绕过摩尔定律,提升运算速度与效率。PAXEL 代表光子加速器,安放在数字计算机前端,优化执行特定的功能,但功耗却比完全电子化的器件更低。

背景

金属氧化物半导体场效应晶体管是大多数集成电路的基础,但是它们受制于摩尔定律。摩尔定律指出:“当价格不变时,集成电路上可容纳的晶体管数目,约每隔18个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。”

然而,这里存在着一个固有的限制,这个限制基于处理器芯片的尺寸与电子的量子力学特性之间的关联方式。换句话说,5纳米堪称晶体管的物理极限。一旦晶体管尺寸低于这个数字,由于“量子隧穿效应”,电子将不再受制于欧姆定律,穿越了本来无法穿越的势垒。这样会引起集成电路的漏电现象,让晶体管变得不再可靠。

并行处理,可以部分解决摩尔定律所带来的问题。在并行处理中,多个处理器可以同时展开运算。然而,这个方案并不是对每个应用都有效。

创新

然而,值得庆幸的是,光子并不遵守摩尔定律。因此,在美国物理研究所出版的《APL Photonics》期刊上发表的一篇论文中,研究人员们提出了另一项技术,即采用光线在集成电路中传输数据。

下图所示:用于数字计算的电子集成电路的演进与瓶颈;云计算与雾计算的对比,以及 PAXEL 设备的使用。

如今,许多新的科研进展都采用光子集成电路(PICs)取代电子集成电路。例如,德国明斯特大学、英国牛津大学和埃克塞特大学开发出一款新型芯片。它含有人工神经元网络,这种人工神经元能在光线作用下工作,并能够模仿人脑神经元与突触的行为。

关键词:PAXEL,光子加速器,摩尔定律    浏览量:689

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