Ближайшие годы обещают революцию в области электроники. У России есть большой потенциал для участия в ней, и такой шанс упускать нельзя. Таким выводом завершился научный доклад о современных разработках в области нанооптоэлектроники, который был прочитан 23 января на заседании президиума Российской академии наук.

«Проблема повышения скорости передачи данных – ключевая в развитии IT. Сегодня требуется 10 гигабит в секунду и выше. Но медные провода достигли физического предела скорости передачи информации», – обозначил основную проблему современной электроники докладчик – директор Института физики микроструктур РАН (ИФМ РАН) Захарий Красильник.

Второй важнейшей проблемой является потребление электроэнергии. В ближайшие годы потребление энергии суперкомпьютером экзафлопной мощности вырастет более чем на два порядка и превысит гигантское значение 100 тысяч кВт.

«Процессор с быстродействием 100 петафлопс уже будет потреблять около мегаватта электроэнергии, а один зеттафлопсный процессор – объём, сравнимый с энергопотреблением некоторых западных стран», – отметил профессор Красильник.

Альтернатива медным проводам – оптические соединения. По прогнозам учёных, чтобы преодолеть «медный тупик» суперкомпьютер в 10 петафлопс должен содержать 5 млн. оптических каналов, а ЭВМ мощностью в 1 экзафлопс – более 1 млрд. оптических каналов пропускной способностью по 100 гигабит в секунду каждый. Современные каналы бытового интернета предлагают в лучшем случае 100 мегабит в секунду – то есть в тысячу раз меньше.

К 2020 году, по оценкам, специалистов, «в одном суперкомпьютере будет содержаться такое же количество оптических каналов, какое в настоящее время существует во всех параллельных оптических линиях связи в мире».

Сегодня учёные плотно занимаются разработкой различных соединений на уровне наноструктур, считая их ключом к решению проблемы. Так, по словам Захария Красильника, в 2010 году были созданы интегрированные передающий и приёмный чипы, включающие упомянутые выше кремниевые оптоэлектронные элементы, со скоростью передачи информации 40 гигабит в секунду. «То есть за секунду может быть переписано содержимое, скажем, персонального компьютера, – отметил учёный. – В перспективе скорость увеличат до терабита в секунду. Тем самым за 1,5 секунды можно будет перекачать содержимое библиотеки Конгресса США!»

«Состоявшееся сегодня на президиуме РАН обсуждение доклада о проблемах развития кремниевой нанооптоэлектроники показало, что уровень достижений отечественных учёных в этой области весьма высок, – отметил председатель Совета по научной и технической политике при Минобороны Российской Федерации, академик Андрей Кокошин. – Это одно из направлений науки и техники, на которых Россия может занимать место среди мировых лидеров. При этом разработки учёных Российской академии наук имеют потенциально весьма широкий спектр приложения в гражданской сфере, а также в военной и специальной технике».

Кокошин заявил в этой связи, что он выдвинул предложение по созданию отечественного консорциума по разработке и производству такого рода средств. В такой консорциум, сказал он, могли бы войти ряд институтов РАН, Минпромторг, ГК «Ростехнологии», «Роскосмос», «Росатом», «РОСНАНО» и ряд других организаций. Это предложение было поддержано целым рядом членов президиума РАН.