研究人员已经制造出一个原型，为未来实现以光驱动的处理器缓存铺平了道路，这种缓存运行速度最高可达60 GHz，大约比一些现代处理器缓存快20倍。这个功能性的再生“光子存储锁存器”是在商用的格芯（GlobalFoundries）300mm Fotonix光子学平台上制造的，设计为标准SRAM位的对应光学器件，研究团队将其定位为全光子处理器中缺失的关键组件。然而，在该技术能够完全集成到光学处理器之前，还需要进一步提高其密度。
该原型解决了困扰现代高性能系统的两个瓶颈——互连延迟以及信息在光与电之间反复转换的成本。光子加速器和光学中介层可以以极高的速度传输数据，但它们仍然依赖电子存储器来存储和刷新数据位。这迫使每条数据路径在返回光域之前都必须先进入电域。在这项研究中，南加州大学（USC）和威斯康星大学麦迪逊分校（UW-Madison）的工程师们通过构建一个完全以光的形式存储、稳定和输出数据的存储系统，来应对这一差距。
他们的设备采用了一种交叉耦合的差分架构，其行为类似于SRAM单元。由南加州大学信息科学研究所（USC ISI）的阿杰伊·雅各布（Ajey Jacob）和威斯康星大学麦迪逊分校的阿赫莱什·贾伊斯瓦尔（Akhilesh Jaiswal）领导的研究团队将其描述为一种可以通过光写入并能保持其状态而不漂移的锁存器。探索该锁存器架构如何扩展为完整光子SRAM系统的模拟研究已经由作者发表，其中锁存器充当了单个SRAM位的光学等价物。
威斯康星大学麦迪逊分校的研究描述了团队期望从该设计中获得的性能，即写入速度接近20 GHz，而模拟的读取速度达到50-60 GHz。这些数字远高于当今CPU和加速器中使用的电子SRAM的时钟频率，后者通常最高为2-3 GHz。
然而，这些更高的速度是以占用面积为代价的，光子组件的尺寸仍然比纳米级CMOS晶体管大几个数量级；这极大地限制了密度。相反，研究人员指出了那些尺寸限制不那么严格的应用场景，例如数据中心和高性能计算（HPC）系统内部的高带宽链路。
选择在格芯的Fotonix平台上制造该锁存器，意味着这项技术可以比依赖特殊材料或定制制造步骤（这在光学存储器研究中很常见）更容易地被复制和扩展。
来自南加州大学信息科学研究所和威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员在12月6日至10日于旧金山举行的国际电子器件会议上展示了他们的工作。
