Рост производительности современных микропроцессоров сдерживается уже не столько параметрами отдельных транзисторов, сколько схемами межсоединений между ними. Неудивительно, что внимание исследователей постепенно смещается с совершенствования вычислительных компонентов на оптимизацию внутренних коммуникаций. Проблема обостряется с каждым годом. Число слоев медной металлизации в процессорах Intel уже дошло до восьми, а в процессорах AMD — до девяти. При этом основная причина отказов микросхем — не выходы транзисторов из строя, а разрывы медных проводников от электромиграции.
Ученые настойчиво пытаются обойти возникшие трудности. Так, усиленно ведутся изыскания по замене медных соединений углеродными нанотрубками, проводимость которых на порядок лучше. Внутри трубки электроны попадают в туннель, где могут двигаться беспрепятственно. К сожалению, технологии точного нанесения нанотрубок на нужные участки кристалла пока нет.
Другое направление исследований — кремниевая фотоника — предполагает применение внутрикристальных кремниевых световодов, работающих в ИК-диапазоне. Здесь есть хорошие вести. Корпорация IBM объявила о разработке оптической линии задержки, способной замедлять поток света в кремниевых структурах. Подобное устройство нужно для буферизации сигналов, а та в свою очередь — для синхронной подачи сигналов на исполнительные блоки.
Инженеры IBM на основе стандартной КМОП-технологии создали кремниевую оптическую линию задержки, состоящую из 100 последовательных микрокольцевых резонаторов. Полученное оптическое буферное устройство позволяет кратковременно хранить 10 бит информации на площади размером 0,03 мм2.
Отчет под названием “Ультракомпактные оптические буферы на кремниевой микросхеме” опубликован в январском номере научного журнала Nature Photonics.
