Optische communicatie tussen chips een stap dichterbij

De EE Times bericht dat onderzoekers van de Stanford universiteit een ontdekking hebben gedaan die wellicht de manier waarop chips met elkaar communiceren zal revolutioneren. Half bij toeval zijn de onderzoekers erachter gekomen dat chips gemaakt van silicium en germanium uitstekend in staat zijn om licht te moduleren. Momenteel is dit alleen mogelijk met de meer exotische halfgeleiders die niet samen met silicium gebruikt kunnen worden.

Dankzij de technologie zou het bijvoorbeeld mogelijk kunnen worden om chips niet meer met elkaar te laten communiceren met elektrische signalen, maar met optische signalen. Dit heeft niet alleen het voordeel van een hogere bandbreedte, maar maakt ook een simpeler ontwerp mogelijk aangezien één glasvezeldraadje tussen twee chips alles is dat nodig is. Momenteel is het onderzoek echter nog in een vroeg stadium en zijn er nog verschillende hindernissen die genomen zullen moeten worden alvorens de technologie rijp genoeg is om daadwerkelijk gebruikt te worden.

Reacties (33)

[Diddle]

Is Germanium een veelvoorkomende stof op deze aardbol dan? Want het klinkt namelijk erg exotisch en zeldzaam. Of wordt het nu ook al gebruikt in computer apparatuur?

[Firestorm]

van deze site:
http://www.webelements.co...lements/text/Ge/geol.html

Notes
Germanium is not found as the free element in nature. Germanium is found in germanite, argyrodite, and some zinc ores. It is also present in coal and its presence in coal insures reserves for many years.

met name dat laatste zinnetje...

nog wat meer info

EXTENT OF OCCURRENCE IN EARTH'S CRUST ABOUT 0.0007%

tegenover:

Silicon makes up 25.7% of the earth's crust, by weight, and is the second most abundant element, being exceeded only by oxygen

[Verwijderd]

Scilicon ja, maar Scilicium Oxide (Silicon Oxide) SO2 niet. En dat kost al heel wat meer.

Een wafer van 300mm kost een paar honderd euro.

[MuteMan]

Silicium Oxide is bij mijn weten "verroest" silicium en krijg je met wat geduld gratis en voor niks.
Wafers zijn in principe ofwel zuiver silicium, ofwel op voorhand verarmd of verrijkd silicium (n-type of p-type)

[boner]

Silicium oxide is bij mijn weten zand.

[Luqueje]

Silicium is inderdaad alom aanwezig in de vorm van siliciumoxides. Dit is thermodynamisch de meest stabiele vorm. Zand bijvoorbeeld bestaat bijna alleen uit silicaten (ander woord voor de verschillende vormen van siliciumoxides).

[synthesix]

Volgens mij zit er wel silicium in zand, maar ook nog een aantal andere stoffen

[Borromini]

Silicium is een bestanddeel van zand . De combinatie silicium + zuurstof (weet niet in welke verhouding) gééft zand.

[tijmons]

Valt wel mee. Even zeldzaam als zilver, en in 2000 koste het $1.15 per gram. Lijkt me niet dat je belachelijk veel in een chip nodig hebt, en het spaart natuurlijk weer tin, lood en koper op de moederborden.

Zie: http://en.wikipedia.org/wiki/Germanium

[synthesix]

als ik het me goed herinner word germanium ook gebruik in diodes (en transistors?)

[Verwijderd]

Germanium is gewoon een halfgeleider en wordt bijv. ook gebruikt in zonnepanelen. Niet de standaard variant die bij mij thuis op het dak ligt, want daarvoor is het te duur.

[jj71]

Dus alleen maar omdat het een exotisch klinkende naam heeft denk je dat het iets bijzonders is?

Wist je dat bijvoorbeeld titanium, ja dat metaal waar die dure horloges van gemaakt worden, één van de meest voorkomende metalen in de aardkorst is?

[familyman]

Een draadje tussen chips is genoeg? Dat klint me een beetje als 640kb is genoeg. Het zal alleen tijd zijn die licht tussen het ene draadje dat we nu (nog) niet commercieel kunnen uitbuiten en parallele verwerking, of een andere spannende nieuwe technologe voor meer bandbreedte (meer verschillende kleuren zal in dit soort verbindingen bijvoorbeeld wel niet gaan)

[punica]

Over 1 optisch kabeltje kunnen ze nu ook al tig miljoen verschillende signalen versturen.

Dat zal het struikelblok niet zijn denk ik.

[Rey Nemaattori]

Hij heeft een punt though, chips zullen blijven door ontwikkelen, dus van 1 seriele glasfiber lijn zullen het 2 worden dan 4 etc etc...

Uiteraard, je praat hier over misschien 10-20 jaar in de toekomst, maar de rekenhonger van de mens zal altijd om meer en meer vragen...

Dus neen, 1 draadje is niet geneog op den duur....


[offtopic]
Scheelt wel voor casemodders.. met zo'n lichtschow in je pc(de impulsen zullen zo snelgaan dat het licht constant lijkt) hoef je zelf niets meer te doen

[ATS]

Scheelt wel voor casemodders.. met zo'n lichtschow in je pc(de impulsen zullen zo snelgaan dat het licht constant lijkt) hoef je zelf niets meer te doen

Daar ga je natuurlijk niets van zien. Zou dat namelijk wel het geval zijn en zouden de fibers dus oplichten, dan zou je dus enorm verlies hebben van licht en ook andersom verstoringen kunnen verwachten van licht van buiten de fiber. Dat is op zijn zachts gezegt niet echt bevordelijk voor een betrouwbare communicatie tussen de componenten.
Het leuke van glasfibers is nu luist dat het licht er IN blijft en de fiber langs de lengte dus niet oplicht.

[xbassiex]

Er kunnen per seconde 1 miljard lichtimpulsen door 1 glasvezel (niet 1 draad, 1 vezeltje). Vertel mij maar eens dan wanneer chips meer dan 1 miljard impulsen per seconde aankunnen...

[Wouter Tinus]

Eh... nu al. Makkelijk. Een miljard per seconde staat gelijk aan 1GHz.

[LauPro]

In de praktijk zou dat in kunnen houden dat er vanaf de CPU direct een optische fiber loopt naar bijvoorbeeld de GPU van je videokaart. Nu is er vaak eerst nog een controller chip nodig (voor naar PCI oid) en daarna op de kaart ook weer een interfacechip. Met deze techniek kan je van chip tot chip direct communiceren.

[PhysicsRules]

Voor zover ik weet wordt germanium veel gebruikt in de halfgeleider wereld als "vervuiling" in silicium. Door zuiver silicium te vervuilen met kleine beetjes van andere elementen, met name dus germanium, verbetert de halfgeleider eigenschappen van silicium aanzienlijk.

Zie dus de reacties voor het juiste verhaal
Ben mijn username niet meer waardig

[M.M]

Het doteren van zuiver Silicium met andere atomen zorgt ervoor dat Silicium een halfgeleider wordt.

Edit (voor alle duidelijkheid):

Quote uit Wikipedia:

Dopering (doteren) is het inbrengen van onzuiverheden in een materiaal om de materiaaleigenschappen te veranderen. Zo is het mogelijk om van een isolator een halfgeleider te maken. Hierbij ontstaan de basisbouwstenen voor elektronische componenten.

* Bij toevoegen van elementen uit Stikstofgroep van het periodiek systeem van Mendeleev, wordt silicium (Si) n-type halfgeleidend: stikstof (N), fosfor (P), arseen (As), antimoon (Sb). Deze elementen hebben 5 buitenste elektronen; 1 meer dan silicium. Zo ontstaan vrije elektronen (=> n-type) in het kristalrooster.

* Bij toevoegen van elementen uit Boorgroep van het periodiek systeem van Mendeleev, wordt silicium (Si) p-type halfgeleidend: boor (, aluminium (Al), gallium (Ga). Deze elementen hebben slechts 3 buitenste elektronen; 1 minder dan silicium. Zo ontstaan gaten (=> p-type) in het kristalrooster.

Toolskyn heeft dus gelijk

[Jaco69]

Silicium en Germanium zijn beide halfgeleiders (er zijn er nog meer weet ze niet uit me hoofd maar ze staan allemaal bij elkaar in het periodiek systeem).
Halfgeleiders geleiden bij hogere temperaturen.
Door ze op specifieke manieren te vervuilen kan je de eigenschappen zodanig veranderen dat je transistors enzo kan vormen.
Vroeger werden chips voornamelijk van germanium gemaakt, nu vooral van silicium.

[Toolskyn]

Helaas maar dat klopt niet helemaal. Silicium en Germanium zijn vergelijkbare stoffen die een rooster kunnen vormen. Wanneer we dit rooster dan weer 'vervuilen' met stoffen zoals boor of fosfor krijgen we elektronen te veel of te weinig. Dan hebben we een halfgeleider.

Germanium is dus een vergelijkbare stof als silicium en niet de stof die wordt gebruikt om te vervuilen.

[Verwijderd]

Germanium is eigenlijk al een lang bekende stof in de halfgeleider wereld.

[Verwijderd]

Veel verbindingen bestaat uit siliciumoxide(s)/(n).
Er vrij veel mineralen/edelstenen die (voor een deel, vaak ook in gehydrateerde vorm SiO2 . nH2O) daaruit zijn opgebouwd. Kwarts, Opaal, maar ook zand idd.

Kwarts is ook de bron van silicium voor de halfgeleiderindustrie en de siliciumchemie.

zoek anders eens op Google;)

[H3llrais3r]

Ze hebben het wel over het genereren van licht, maar er moet op de andere chip dan ook wel een soort van fotocel zitte die het licht opvangt en door geeft aan de ontvangende chip...

Ik ben benieuwd hoe ze dit gaan oplossen.....

[Verwijderd]

als alles op licht gaat in de toekomst zal dat ook best veel schelen op de koeling... of ben ik nu gek aan het doen..???

[Verwijderd]

een stroom fotonen is inderdaad koeler dan een stroom electronen.

Misschien zijn er mensen die mee willen denken over het inelkaar knutselen/bedenken van een heuse 'lichtcomputer'.

Als Nederland deze computer commercieel kan exploiteren, staan we in één keer op de wereldkaart!

De belangrijkste componenten zijn nu reeds ontwikkeld.
(logische schakelingen, geheugen, transport)
Maar er zitten ook nog een hoop haken en ogen aan!

[DwarV]

Ik weet niet hoelang het nog gaat duren voordat er optische communicatie mogelijk is binnen een chip. Dit is echter communicatie tussen chips, waar sowieso al niet zoveel warmte ontstaat?

Ik weet echter niet hoe warm de koperleidingen worden tussen mijn north en southbridge

[Jaco69]

De koperleidingen zelf worden niet warm maar de chip die op een aantal GHz de lading in en uit die leidingen moet pompen zeker wel.

[Verwijderd]

Germanium wordt onder andere al gebruikt voor strained silicon. Dus het is zeer werkbaar en als het inderdaad kan gebruikt worden om licht te moduleren is dat een grote doorbraak.

[Verwijderd]

over 10 jaar al die chip op moederborden , heb je over dikke terrabit verbindingen tussen , je FSb, Geheugen controller , IDE alles ? ?

[TheCapK]

Maar goed dat ze dan de optische signalen via een glasvezeltje doen! Als het via de lucht zou moeten dan is 1 vuiltje goed voor heel wat gevloek en getier!

* 786562 k1n8fisher