Современная электроника №5/2019

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 14 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2019 Перспективы развития информационно-вычислительных и радиофотонных систем на базе 3D М ФЭ ПМ Часть 2 Рис. 10. Архитектура устройств на базе 3D М ФЭ ПМ: а) связь в 3D М ФЭ ПМ; б) организация «вертикальной обработки» Рис. 9. Фотонный и электронный ввод-вывод информации в Si-кристалл Во второй части статьи рассмотрена задача построения 3D М ФЭ ПМ с сетевой архитектурой и интеграцией оптических компонентов непосредственно на электронной плате. Валерий Сведе-Швец (ooooes@mail.ru) , Владислав Сведе-Швец, Станислав Сведе-Швец (Москва) Технология оптоэлектроники уже достигла успеха в ряде областей, про- демонстрировав черты самостоятель- ного приборостроения. Уже широко используются волоконно-оптические линии связи, оптическая и голографи- ческая память большой ёмкости, сенсо- ры изображения и другие устройства, однако все они являются одноканаль- ными системами оптической переда- чи информации. Компания Intel совместно с Калифор- нийским университетом (University of California, Santa Barbara) продемон- стрировала первый в мире гибрид- ный кремниевый лазер с электриче- ской накачкой, который объединя- ет в себе возможности излучения и распространения света по кремние- вому волноводу, а также использует преимущества низкой стоимости крем- ниевого производства. Создание такого устройства – это очередной шаг на пути к получению кремниевых чипов, содер- жащих десятки и даже сотни дешёвых лазеров, которые в будущем составят основу компьютерной электроники. Кремниевая фотонная технология становится реальностью, а полупро- водниковые микросхемы с интеграль- нымимикролазерами позволяет созда- вать 3D-процессоры с бесконтактны- ми и волоконными многоканальными фотонными связями, осуществляя обмен данными как внутри, так и снаружи ПК с большой пропускной способностью. Фотонные пространственные соеди- нения в архитектурах вычислительных устройств и систем имеют ряд преиму- ществ по сравнению с электронными соединениями, основными из которых являются: ● отсутствие электрического провод- ника, позволяющее осуществлять эф- фективные пространственные соеди- нения «кристалл – кристалл», «плата – плата»; ● отсутствие взаимного влияния при пе- ресечении лучей света в пространстве; ● возможность сосуществования в од- номпространстве нескольких каналов с высокой пропускной способностью; ● параллельная природа светового по- тока и способность к объединению, обеспечивающие создание гибких параллельных архитектур; ● отсутствие возможности перехва- тывать информацию в связи с отсут- ствием излучения оптической систе- мы в окружающую среду; ● устойчивость к электромагнитным помехам. Все эти преимущества достигаются благодаря тому, что в качестве носите- ля информации используются фотоны, а не электроны. Реализация эффективногофотон-элек- тронногоинтерфейса, обеспечивающе- n + h λ Монтажная площадка Si-кристалл Полупроводниковая структура Экран e p + p – Вектор Слово 0 31 Слайс Пиксел Керамическая плата Электрические входы-выходы Функциональный Si-кристалл Электрические контакты GaAs-кристалл матрицы 256 оптических входов 256 оптических выходов а б