芯片能耗，新突破

勒冈州立大学和贝勒大学的研究人员在降低数据中心和超级计算机中使用的光子芯片的能耗方面取得了突破。研究结果非常重要，因为数据中心每平方英尺建筑面积消耗的能源比典型办公楼多 50 倍。

该研究得到美国国家科学基金会（NSF）的支持，并发表在《自然科学 报告》上。

数据中心容纳组织的信息技术操作和设备，它存储、处理和传播数据和应用程序。数据中心约占美国所有用电量的2% 。随着数据需求的飙升，数据中心的数量也迅速增加。在美国，Facebook、亚马逊、微软和谷歌等许多公司都生产和消费大量数据，这里有超过 2,600 个数据中心。

俄勒冈州立大学的研究人员 John Conley、Wei-Che Hsu、Ben Kupp 和 Nabila Nujhat 以及贝勒大学的 Alan Wang 取得的进展涉及一种新的超节能方法，用于补偿导致光子芯片退化的温度变化。康利说，此类芯片“将构成未来数据中心和超级计算机的高速通信主干”。

光子芯片中的电路使用光子（光粒子），而不是通过传统计算机芯片的电子。光子以光速移动，可以实现极其快速、节能的数据传输。

光子芯片的问题在于，到目前为止，它们需要大量能量来保持温度稳定和高性能。然而，王领导的团队已经证明，可以将温度控制所需的能量减少一百万倍以上。

“我们能够制作出工作原型，表明可以通过栅极电压控制温度，这意味着几乎不使用电流，”康利说。

Wang表示，光子学行业依靠被称为“热加热器”的组件来微调高速电光设备的工作波长并优化其性能。这些热加热器每台设备消耗几毫瓦的电力。

“考虑到典型的 LED 灯泡消耗 6 到 10 瓦的功率，这听起来可能并不算多，”Wang 说。“然而，将这几毫瓦乘以数百万台设备，它们会迅速增加，因此随着系统规模扩大、变得更大、更强大，这种方法面临着挑战。”

“我们的方法对于地球来说更容易接受，”康利补充道。“有一天，它将使数据中心变得更快、更强大，同时使用更少的能源。”

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