Wederom doorbraak op gebied van siliciumlaser

Vorige maand wist Intel te melden dat het met enkel een lichtbron en een stukje silicium laserlicht wist te maken. Er werd echter maar korte tijd licht uitgestraald, waardoor een soort knipperlaser ontstond, die niet erg praktisch bleek. Met een paar aanpassingen heeft de processorfabrikant nu wel een constante siliciumlaser ontwikkeld, zo meldt Investors Hub. Bij de eerdere laser werd het licht van buitenaf niet alleen omgezet naar laserlicht, maar na enige tijd werden er ook elektronen los gemaakt van atomen. Deze wolk van elektronen absorbeerde al het licht, waardoor de laser er na korte tijd mee ophield. Intel heeft dit probleem opgelost door een extra stukje elektronica in te bouwen, dat met behulp van een magnetisch veld alle vrijgekomen elektronen afvoert, zodat het silicium constant laserlicht blijft uitzenden.

De siliciumlaser is dus ondanks alle twijfels en problemen een feit. Intel denkt dat het nog vier tot vijf jaar duurt voor de laser ook in de praktijk gebruikt gaat worden. Omdat de complete laser uit slechts een lichtbron en een 'chip' bestaat, kan deze veel goedkoper geproduceerd worden. Bij de huidige lasers gaat twee derde van de kosten in het assembleren en testen zitten. Deze kosten zijn bij de siliciumlaser minimaal. Daar komt nog bij dat de 'chip' gemaakt kan worden met de huidige etsapparatuur die al aanwezig is bij de verschillende chipfabrikanten. Er zijn dus geen dure nieuwe machines voor nodig. Ook andere onderdelen voor de optische industrie worden verbeterd door Intel. Zo werkt de optische 1GHz-modulator die het bedrijf vorig jaar introduceerde ondertussen al op 2,5GHz en wordt er druk gewerkt aan een 4GHz-exemplaar.

Een chip van Intel met daarop acht siliciumlasers

Update: ondertussen heeft Intel ook een officieel persbericht uitgebracht, waarin de techniek uit de doeken wordt gedaan. Ook is er een pagina met extra informatie waarop onder andere presentaties, animaties, foto's en de artikelen uit Nature over deze laser staan.

Reacties (44)

Door laser als datacommunicatie te gebruiken, kun je makkelijker grotere afstanden overbruggen en je hebt ook geen last van capacitieve reacties. Zo zou dit misschien wel op een moederboard kunnen worden toegepast om nog hogere bandbreedtes te krijgen tussen de diverse onderdelen.

hm ik weet niet of dat verhaal van hogere bandbreedtes opgaat, want lasterlicht moet gemaakt en óók weer terug worden omgezet in een electrisch signaal. Ik denk niet dat electriciteit vervangen kan worden door laserlicht

Alle elektriceit vervangen door licht zal er denk de komende 10 jaar nog niet in zitten (met uitzondering van de voeding).
Maar voor communicatie naar bijv. pc's (thuis bij de consument dus) tv's radio en dergelijke zou dit mischien wel eens de utp kabels kunnen gaan vervangen. (door glasvezel)
Want hierdoor worden glasvezel nics een heel stuk goedkoper. Ook kan er mischien nog iets meegedaan worden om de communicatie tussen mobo en hdd te gaan verhogen. (Mits deze ook sneller word)

Ook kan er mischien nog iets meegedaan worden om de communicatie tussen mobo en hdd te gaan verhogen. (Mits deze ook sneller word)

Wat dacht je daarmee te bereiken?
De performance van een harde schijf hangt nauwelijks of niet af van de snelheid van de interface.
En wat wilde je met licht in een voeding gaan doen?

Olaf, hang jij maar eens een recente 200 GB schijf op een ATA-33 controller, dan zie je dat de interface wel degelijk iets uitmaakt

Het gaat hier dan ook over moderne interfaces

Dit kan misschien wel het begin zijn van een volledig optisch werkende chip.
De laser is er al nu de andere onderdelen nog welke nodig zijn hiervoor.

dat is al gebeurt.
begint nu zijn intreden te doen in optiche netwerken, waar hij in switches voor bijna ongelimiteerde bandbreedte zorgt.

Denk dat het maken van iets dat op een transistor lijkt het grootste probleem is. Een licht transistor bedoel ik dus.

@Cnetje:

http://www.evidenttech.com/applications/optical_transistor.php

Het kan dus al wel, waarschijnlijk is het alleen nog niet zo snel/klein als de huidige electronische transistoren.

Op Neoweb.nl zijn ze een brainstorm begonnen om de onderdelen van licht computer te bedenken.

Er wordt gedacht aan tijdelijk opslag van licht, NOT/AND/OR switches, routing, condensators etc.

Dus als je nog wilde ideeen hebt: hier

afhankelijk van de afstand die overbrugt moet worden, en de snelheid van de omzetting. als de afstand groter is, is potentieel die overzetting van energie -> light -> energie, efficienter dan over grote afstand die energie te transporteren. light verplaatst zich immers sneller. op den duur zal er vast wel reden genoeg zijn om bepaalde electronische verbindingen te vervangen met optische.

dit is merendeels al gedaan met diepzee kabels.

indien een lijn 0% weerstand heeft wel.
dat is echter nooit het geval over een standaard lijn.
daarvoor moet de kabel op -273 ofzo Celcius worden gekoeld,, lijkt me duur.

afhankelijk van de afstand die overbrugt moet worden, en de snelheid van de omzetting. als de afstand groter is, is potentieel die overzetting van energie -> light -> energie, efficienter dan over grote afstand die energie te transporteren. light verplaatst zich immers sneller. op den duur zal er vast wel reden genoeg zijn om bepaalde electronische verbindingen te vervangen met optische.

dit is merendeels al gedaan met diepzee kabels.

Optische signalen kun je eenvoudig met optische elementen versterken. Maar met die verterking versterk je ook jitter en andere storende signalen. In een diepzee verbinding zitten optische versterkers, maar ook regeneratoren. Deze regeneratoren klokken het optische signaal in, ontleden het en verpakken het in een nieuw frame.
Dit is tot nog toe een optische --> elektrische --> optische omzetting. (Bij mijn weten.) Het zou mooi zijn als dit door één optische chip gedaan kon worden.

dan elektriciteit? Beide de lichtsnelheid.

De weerstand heeft alleen maar invloed op het aantal electronen dat tegelijk door een bijv. draad kunnen, de stroomsterkte, niet op de snelheid van die beestjes.

De lichtsnelheid geldt alleen in een vacuüm. Wat de lichtsnelheid van licht in glasvezel is weet ik niet, maar ik weet wel dat elektrische signalen in koper met ongeveer met 2/3 van de lichtsnelheid gaan.

light verplaatst zich immers sneller

dan elektriciteit? Beide de lichtsnelheid.

De weerstand heeft alleen maar invloed op het aantal electronen dat tegelijk door een bijv. draad kunnen, de stroomsterkte, niet op de snelheid van die beestjes.

tuurlijk gaat dat op tegen hogere bandbreedtes anders zouden ze geen laser gebruiken in grote netwerken bij bedrijven

Nee.
Hoe hoger de frequentie van een electrisch signaal hoe groter de latency (vertraging) is die wordt veroorzaakt door Ohmse Weerstand, Capacitieve Weerstand en Inductieve Weerstand.
Licht wordt alleen "zwakker" de intensiteit neemt af, de snelheid blijft onveranderd.

en gaat het verzenden van een bit in je pc of over een netwerk niet gewoon tegen lichtsnelheid (elektriciteit)? en wat is er sneller dan het licht?

tja het zijn niet de electronen die zich moeten verplaatsen over je netwerk kabels,
maar de golfbeweging die ze maken.

deze golf gaat met de snelheid van het licht.
grootste vertraging tussen hier en de US zijn de routers die de pakketjes vertragen niet zozeer de afstand.

Als je op een electron zelf zou moeten wachten dan klopt de hele weerstand, voltage etc. maar bij de golfbeweging, vooral te zien in coaxiaal en twisted pair is dat de beperkende factor.

Misschien dan niet direct op n mobo, maar in omgevingen als een optische switch lijkt me zeker een mogelijke toepassing. Ligt natuurlijk wel weer aan hoe snel een en ander aan te sturen is.

Een licht-computer ?

Intel is daar al mee bezig.

2 jaar geleden hadden ze daar informatie voer vrijgegeven op de IDF.

De CPU zou dan met het geheugen door middel van een "laser" communiceren.

Dat tweakers daar niet over heeft bericht is wel vreemd.

En jullie noemen jezelf dan Tweakers?

En jij bent zeker wel een echte tweaker? Kennelijk niet, want anders had je dit wel gelezen destijds .

Gebruik op een moederbord (als systeembus, geheugen bus oid.) zie ik niet zitten. Het levert misschien wel hogere bandbreedtes op, maar ook hogere latencies vanwege het signaal dat steeds geconverteerd moet worden.

Wat dacht je van apparaten die elektrisch ontkoppeld moeten worden. Denk maar aan bepaalde sturingen om zware machines te starten en stoppen. Het is niet bevorderlijk voor de elektronica dat er hoogspanning op komt te staan.

Als koppelingen met behulp van laser kleiner en sneller worden heeft dit alleen maar voordelen

Wat dacht je van een laser harde schijf?
O nee dat lijkt te veel op de huidige cd/dvd...
maar je zou een soort dvd-rw kunnen maken die niet door 1 maar door 100 lasers tegelijk wordt beschreven en gelezen, waardoor ongekend hoge snelheden mogelijk worden voor een normale prijs

Theoretisch gezien kan je meer data opslaan (per cm3) met magnetisme omdat de golflengte simpelweg kleiner is dan optisch en er dus gewoon meer spoortjes naast elkaar passen

Maar magnetisch is zo goed als 2D. Je hebt een schijf waarop je kunt schrijven. Bij optische technieken kun je meerder lagen over elkaar heen gebruiken, waardoor je al de drie dimenties kunt gebruiken.

Hier zijn ze volgens mij al een tijdje mee bezig, maar dvd's en cd 's zijn normaal al enorm heet wanneer ze gelezen en vooral beschreven zijn.

Kenwood had een paar geleden een CD-ROM drive die zijn laserstraal in 7 stralen opsplitste. Het systeem werkte aardig (redelijke prestatie met zeer lage toerentallen/geluidsproductie) maar bleek na een tijdje te duur om verder te zetten.
Mogelijk dat de nanotechnologie dergelijke paralelle systemen betaalbaarder kan maken (zoek maar een op IBM millipede bvb).

Een hele tijd geleden hier al een remark over gemaakt, intel is de eerste helemaal niet. Het wil maar niet door dringen.

http://gathering.tweakers.net/forum/list_messages/970216/

Zoals in in het eerdere bericht over de knipperende laser ook al gemeld werd, was UCLA (University of California, Los Angeles) inderdaad eerder:

Afgelopen oktober heeft een aantal onderzoekers van de universiteit van Californie dit effect ook aangetoond bij silicium, maar er werd toen nog gebruik gemaakt van een stukje glasvezel om de fotonen tot een straal te krijgen.

Maar Intel heeft het systeem zwaar verbeterd, door ook de 'echo'-kamer te integreren in de chip en door nu dus ook een constante laserstraal te kunnen produceren.

Veel interessanter dan bovenstaande is het mogelijk worden van snellere bussen. Zowel meer data over de bussen als sneller op locatie (lagere latencies). Ik denk dan bijvoorbeeld aan RAM-bussen, PCI of PCI/Express-bussen, Storage-bussen (SATA, SCSI) etc etc. Daarvoor is, volgens mij, momenteel ook de grootste behoefte.

Daarvoor is, volgens mij, momenteel ook de grootste behoefte.

Oh ja? Hoe dat zo?

De lichtsnelheid geldt alleen in een vacuüm. Wat de lichtsnelheid van licht in glasvezel is weet ik niet, maar ik weet wel dat elektrische signalen in koper met ongeveer met 2/3 van de lichtsnelheid gaan.

De lichtsnelheid is geen constante; het gedeelte 'in vacuüm' wordt alleen meestal weggelaten. De maximale snelheid (c = 3 x 10^8 m/s) die licht kan hebben is alleen in een vacuüm; in andere media is de lichtsnelheid omgekeerd evenredig met de brekingsindex. In een glasvezel (brekingsindex ~1,5) is de lichtsnelheid ook ongeveer c/1,5 = 2/3 van de lichtsnelheid in vacuüm.

Het volgende stukje van wikipedia is trouwens wel interessant:

The speed of light can also be of concern on short distances. In supercomputers, the speed of light imposes a limit on how quickly data can be sent between processors. If a processor operates at 1 GHz, a signal can only travel a maximum of 300 mm in a single cycle. Processors must therefore be placed close to each other to minimise communication latencies. If clock frequencies continue to increase, the speed of light will eventually become a limiting factor for the internal design of single chips.

Zou dit ook de chemische laser kunnen vervangen op den duur? Dan kunnen we zelf onze auto's van een anti-terroristen laser voorzien (je weet wel, hebben de amerikanen mee getest in een vliegtuig)

Zou dit ook de chemische laser kunnen vervangen op den duur?

Reken er maar niet op. Het grote voordeel van chemische lasers is het hoge vermogen, voor de rest zijn het onhandige krengen in vergelijking met andere lasers. De siliciumlaser zal voorlopig niet verder komen dan een output van een paar milliwatt. Ik denk dat de siliciumlaser eerder een belangrijke component kan gaan worden in optical computing zoals ook vermeld wordt in het artikel.

Ik dacht dat het rendament van deze nieuwe lasers een stuk horger ligt dan traditionele lasers waarbij toch zo'n 90% of meer verloren gaat. Dus leek het me mss wel mogelijk als deze nieuwe techniek verder verfijnt word en ze de plakjes gaan stapelen ofzo dat er toch behoorlijke krachtige lasers uit kunnen komen.

maargoed, ik denk wel eens vaker in vreemde bochten

ik zou eens wille weten hoeveel van die chipjes zijn vernield.....

Wooohooo - I want sharks with freakin' lasers on their head!

Toch blijft het merkwaardig: ze weten nu te vertellen dat siliciumlasers o zo gemakkelijk en goedkoop te maken zijn, maar toch kost het nog jaren om het te doen.