Прорыв в области энергоэффективности компьютерных чипов может сократить потребление электроэнергии в центрах обработки данных

  • Пользователь Алексей Коровин опубликовал
  • 25 мая 2023 г., 13:19:17 MSK
  • 0 комментариев
  • 18 просмотров
Исследователи совершили прорыв в снижении энергопотребления фотонных чипов, используемых в центрах обработки данных и суперкомпьютерах.

Исследователи из Университета штата Орегон и Университета Бейлора совершили прорыв в области снижения энергопотребления фотонных чипов, используемых в центрах обработки данных и суперкомпьютерах.

Полученные результаты важны, поскольку, по данным Министерства энергетики США, центр обработки данных может потреблять в 50 раз больше энергии на квадратный фут площади, чем типичное офисное здание.

В центре обработки данных размещаются операции и оборудование организации в области информационных технологий; он хранит, обрабатывает и распространяет данные и приложения. По данным Министерства энергетики, на центры обработки данных приходится примерно 2% всего потребления электроэнергии в Соединенных Штатах.

По данным Комиссии по международной торговле США, количество центров обработки данных быстро росло по мере роста спроса на данные. В Соединенных Штатах, где расположено множество фирм, производящих и потребляющих огромные объемы данных, включая Facebook, Amazon, Microsoft и Google, насчитывается более 2600 центров обработки данных.

Разработка Джона Конли из инженерного колледжа ОГУ, бывшего коллеги из штата Орегон Алана Вана, ныне из Бейлора, и аспирантов ОГУ Вэй-Че Хсу, Бена Куппа и Набилы Нуйхат включает в себя новый, сверхэнергоэффективный метод компенсации температурных колебаний, которые разрушают фотонные чипы. Такие чипы "сформируют высокоскоростную коммуникационную магистраль будущих центров обработки данных и суперкомпьютеров", - сказал Конли.

Схема в фотонных чипах использует фотоны - частицы света - вместо электронов, которые проходят через обычные компьютерные чипы. Перемещаясь со скоростью света, фотоны обеспечивают чрезвычайно быструю и энергоэффективную передачу данных.

Проблема с фотонными чипами заключается в том, что до сих пор для поддержания стабильной температуры и высокой производительности требовалась значительная энергия. Однако команда, возглавляемая Вангом, показала, что можно сократить потребление энергии, необходимое для контроля температуры, более чем в 1 миллион раз.

"Алан - эксперт в области фотонных материалов и устройств, а моя область специализации - нанесение атомных слоев и электронные устройства", - сказал Конли. "Мы смогли создать рабочие прототипы, которые показывают, что температурой можно управлять с помощью напряжения на затворе, что означает практически полное отсутствие использования электрического тока".

В настоящее время, по словам Ванга, индустрия фотоники полагается исключительно на компоненты, известные как "тепловые нагреватели", для точной настройки рабочих длин волн высокоскоростных электрооптических устройств и оптимизации их производительности. Эти термонагреватели потребляют несколько милливатт электроэнергии на одно устройство.

"Это может показаться не таким уж большим, учитывая, что типичная светодиодная лампочка потребляет от 6 до 10 Вт", - сказал Ван. "Однако умножьте эти несколько милливатт на миллионы устройств, и они быстро увеличатся, так что этот подход сталкивается с проблемами по мере того, как системы масштабируются и становятся больше и мощнее".

"Наш метод гораздо более приемлем для планеты", - добавил Конли. "Однажды это позволит центрам обработки данных продолжать работать быстрее и мощнее, потребляя при этом меньше энергии, так что мы сможем получать доступ ко все более мощным приложениям, основанным на машинном обучении, таким как ChatGPT, без чувства вины".

Комментарии

0 комментариев