Japonské NTT a Intel spolupracujú na vývoji špičkového čipu Optoelektronická fúzia

29. januára americký čipový gigant Intel oznámil, že spolupracuje s NTT, popredným japonským telekomunikačným operátorom, a juhokórejským výrobcom čipov SK Hynix na vývoji polovodičov novej generácie založených na technológii „fotovoltaickej fúzie“.
Podľa správ táto technológia nahrádza elektronické spracovanie svetlom, ktoré možno použiť vo vnútri polovodičov na výrazné zníženie spotreby energie a tisíckrát rýchlejšie výpočty. Keďže sa miniaturizácia polovodičov blíži k svojmu fyzikálnemu limitu, považuje sa za novú prevratnú technológiu.
Zázemie projektu a spolupráce
Podľa správ zo zahraničných médií japonské ministerstvo hospodárstva, obchodu a priemyslu (METI) v rámci organizácie NEDO (New Energy Industry Technology Development Organization) poskytne 45 miliárd jenov (asi 305 miliónov dolárov) na podporu tohto projektu a dvoch ďalších projektov. Japonské ministerstvo hospodárstva, obchodu a priemyslu verí, že Japonsko môže viesť svet v novej generácii technológie hromadnej výroby polovodičov „fotovoltaickej fúzie“.
Cieľom projektu je do roku 2027 zaviesť technológiu výroby zariadení, ktorá zavádza svetlo do polovodičov a technológie úložísk, ktoré dokážu ukladať dáta na úrovni Tb, čím sa zníži spotreba energie o 30 % - 40 % v porovnaní s minulosťou.
Pre realizáciu vysokorýchlostného spracovania optickej komunikácie v porovnaní s elektrickou energiou je nevyhnutná spolupráca s výrobcami polovodičov. NTT plánuje spoluprácu s Intelom v oblasti centrálnych procesorových jednotiek (CPU) a SK Hynix v oblasti pamäťových polovodičov. Okrem toho bude Intel poskytovať poradenstvo pri vývoji výrobnej technológie.
Špičkové polovodiče poháňajú pokrok v oblasti optických výpočtov
Optické výpočty, nový typ metódy spracovania, ktorá využíva svetelné vlny ako nosič informácií, sa stáva horúcou oblasťou vedeckého výskumu vďaka svojim výhodám, ako je vysoká rýchlosť spracovania a nízka spotreba energie.
Pri prenose dát sa bežne používajú optické metódy na prenos na veľké vzdialenosti, a to aj v rámci dátových centier. Tieto údaje sa však zvyčajne prevedú na elektronické signály na spracovanie, keď sa dostanú do cieľa. Ak bude možné plne využiť optické spracovanie, teoreticky bude schopné výrazne zlepšiť paralelizmus, výkon a energetickú účinnosť a zároveň sa vyhnúť energetickým nákladom spojeným s fotoelektrickou konverziou.
Globálne sa objavilo množstvo startupov zameraných na optické spracovanie a mnohé z nich aktívne skúmajú, ako možno túto technológiu aplikovať na spracovanie AI. V oblasti optického spracovania je „fotovoltaická fúzia“ špičkovým výskumom a NTT v tejto oblasti urobila zásadný prelom. Spoločnosti sa podarilo vyvinúť prvú základnú technológiu na svete pre tranzistorové obvody na báze svetla.
V súčasnosti sa informácie prenášané prostredníctvom optickej komunikácie zvyčajne konvertujú na elektrické signály pomocou špeciálneho zariadenia a potom sa prenášajú na servery v dátových centrách na spracovanie. Vo vnútri servera sú polovodičové komponenty zodpovedné za výmenu elektrických signálov, vykonávanie výpočtov a ukladanie údajov. Vznikajúca oblasť optoelektronickej konvergencie však sľubuje, že to zmení. Prostredníctvom fotovoltaickej fúzie možno vykonať komplexné spracovanie informácií priamo vo forme optických signálov bez potreby konverzie elektrického signálu.
Japonská vláda tiež pripisuje veľký význam výskumu v tejto oblasti a poskytuje silnú podporu. Japonské ministerstvo hospodárstva, obchodu a priemyslu poskytne 45 miliárd jenov na výskum komunikačného štandardu novej generácie 6G.
Do tohto výskumu bude investovať nielen NTT, ale aj ďalšie zúčastnené spoločnosti ako Shinko Electric a Kioxia. Prostredníctvom tejto série technologickej spolupráce plánujú NTT a ďalší zabezpečiť, aby bol polovodičový priemysel schopný do roku 2027 vyrábať zariadenia schopné absorbovať svetlo a vyvinúť technológiu ukladania schopnú ukladať dáta na úrovni terabitov.
Okrem toho Intel údajne pracuje na technológiách, ktoré znížia spotrebu energie o 30-40 %, zatiaľ čo NTT plánuje postupne zlepšovať energetickú účinnosť prostredníctvom ION.NTT má za cieľ zvýšiť energetickú účinnosť približne 10-krát do roku 2025 a 100-krát do roku 2032 Očakáva sa, že táto séria technologických pokrokov nielen posunie hranice technológie optického spracovania, ale prinesie aj dramatické zmeny a vylepšenia v oblasti umelej inteligencie a iných výpočtovo náročných aplikačných oblastiach.