俄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。该论文发表在《科学报告》杂志上。

根据美国能源部的数据，这些发现很重要，因为数据中心每平方英尺的占地面积消耗的能量是典型办公楼的50倍。

数据中心容纳组织的信息技术运营和设备;它存储，处理和传播数据和应用程序。美国能源部表示，数据中心约占美国所有用电量的2%。

根据美国国际贸易委员会的数据，随着数据需求的飙升，数据中心的数量迅速增加。在美国，许多生产和消费大量数据的公司的所在地，包括Facebook，亚马逊，微软和谷歌，有超过2，600个数据中心。

俄勒冈州立大学工程学院的John Conley，俄勒冈州立大学的前同事Alan Wang(现在贝勒大学)和俄勒冈州立大学研究生Wei-Che Hsu，Ben Kupp和Nabila Nujhat的进步涉及一种新的超节能方法来补偿降低光子芯片的温度变化。这些芯片“将成为未来数据中心和超级计算机的高速通信骨干，”康利说。

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，需要大量能量来保持其温度稳定和高性能。然而，由王领导的团队已经证明，可以将温度控制所需的能量减少1万倍以上。

“艾伦是光子材料和器件方面的专家，我的专业领域是原子层沉积和电子设备，”康利说。“我们能够制作出工作原型，显示温度可以通过栅极电压控制，这意味着几乎不使用电流。

目前，王说，光子学行业完全依靠称为“热加热器”的组件来微调高速电光器件的工作波长并优化其性能。这些热加热器每个设备消耗几毫瓦的电力。

“考虑到一个典型的LED灯泡使用10到<>瓦，这听起来可能并不多，”王说。“然而，将这几毫瓦乘以数百万个设备，它们就会迅速加起来，因此随着系统规模的扩大和变得更大、更强大，这种方法面临着挑战。

“我们的方法更容易被地球接受，”康利补充道。“有朝一日，它将允许数据中心在使用更少能源的同时变得越来越快，越来越强大，这样我们就可以访问由机器学习驱动的更强大的应用程序，例如ChatGPT，而不会感到内疚。