Створено перший повністю оптичний цифро-аналоговий перетворювач

Використовуючи в якості основи спеціалізований кремниево-фотонний чип, дослідники з університету Джорджа Вашингтона і Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі створили перший в своєму роді повністю оптичний цифро-аналоговий перетворювач (photonicDAC). Це означає, що при роботі такого перетворювача не потрібно проміжних перетворень оптичного сигналу в електричну форму. За рахунок цього збільшується швидкодія даного пристрою і його ефективність, що відкриває широкі можливості для використання таких перетворювачів в комунікаційних системах, які забезпечують малу затримку і високу швидкість передачі.

Цифро-аналогові перетворювачі (Digital-to-analog converter, DAC) є практично обов’язковими функціональними блоками будь-якого інструменту, що виконує цифрову обробку сигналів, і устаткування для широкосмугового зв’язку. Оскільки фотонні системи спочатку здатні забезпечити більш високу пропускну здатність, малу затримку і низьке енергоспоживання, то такі системи починають впевнено витісняти їх електронні аналоги з обладнання цивільного і військового призначення.

Повернемося до нещодавно створеного оптичному цифро-аналогового перетворювача. Дослідний зразок такого перетворювача поки має розрядність всього 4 біти. Відсутність проміжних перетворень сигналів дозволяє оптичному перетворювача працювати зі швидкістю 50 ГГц (50 гіга-вибірок в секунду). При цьому енергетичні витрати складають всього 1 джоуль на 100 гіга-вибірок.

8-бітний варіант photonicDAC буде займати всього 0.1 квадратного міліметра площі кристала, що дозволить створити на його основі «безшовні» оптоелектронні переходи для інтерфейсів апаратних засобів систем обробки даних. Ці інтерфейси будуть пов’язувати основні обчислювальні потужності датацентров з різного роду додатковими прискорювачами, що беруть на себе всі важкі розрахунки, наприклад, нейроморфние прискорювачі.

Крім усього сказаного вище, принципи, використані при створенні photonicDAC, можуть бути використані і для створення інших повністю оптичних компонентів, які є фотонними аналогами базових електронних компонентів. І коли таке станеться, то на основі нових фотонних компонентів можуть бути побудовані системи штучного інтелекту наступного покоління, комунікаційні 6G мережі, і нові датацентри, легко справляються з завданнями обробки величезних масивів інформації, так званих наборів «Великих Даних». Джерело