با تلاش پژوهشگران موسسه فناوری ماساچوست امریکا

از سال آینده رایانه‌های سریع‌تر و کارآمدتر با ترکیب نور و الکترونیک به بازار می‌آیند

آزمایشگاه زیرمجموعه موسسه فناوری ماساچوست آمریکا تراشه‌هایی ابداع کرده است که داده‌ها را توسط نور جابجا می‌کند، اما محاسبات را به صورت الکترونیکی انجام می‌دهد.

به گزارش وب سایت مجمع تشکل های دانش بنیان ایران(ICKA) به نقل از گیزمگ، شرکت “Ayar Labs” که زیرمجموعه موسسه فناوری ماساچوست(MIT) است، از ترکیب نور و الکترونیک برای ایجاد رایانه‌های سریع‌تر و کارآمدتر استفاده کرده است.

تراشه‌های “اپتوالکترونیک”(optoelectronic) جدید برای سرعت بخشیدن به انتقال داده‌ها از تراشه‌های پردازنده معمولی، به گونه‌ای طراحی شده‌اند که همچنین مصرف انرژی را در ارتباط تراشه به تراشه به میزان 95 درصد کاهش می‌دهد و می‌تواند انرژی مصرفی کلی را تا 50 درصد کاهش دهد.

به گزارش ایسنا، از زمان اختراع تراشه سیلیکون در 60 سال پیش، قدرت رایانه‌ها هر دو سال، دو برابر شده است، اما سرعت کار سیستم‌های کامپیوتری این پیشرفت چشمگیر را نشان نمی‌دهد.

مشکل انتقال داده‌ها، سرعت کلی را کاهش می‌دهد

یک رایانه را به عنوان یک سیستم حمل هوایی مسافر در نظر بگیرید. اگر بر روی هواپیما، معماری باند فرودگاه، تدارکات و کنترل ترافیک هوایی تمرکز کنید، سرعت رسیدن به مقصد برای یک مسیر دو ساعته به یک ساعت کاهش می‌یابد که کاری فوق‌العاده است.

این گزارش می افزاید: اگر دو ساعت طول بکشد تا از ماموران امنیتی رد شوید و از طرف دیگر بارگیری چمدان‌ها هم یکی دو ساعت طول بکشد، آن وقت دیگر پرواز راه معقولی به نظر نمی‌رسد.

همین مثال را می‌توان در رایانه‌ها در نظر گرفت. ممکن است تراشه‌ها قادر به کار با سرعت نور باشند، اما با استفاده از سیم‌های مسی با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند که نه تنها باعث کند شدن سیستم می‌شود، بلکه موجب می‌شود که تراشه‌ها در هنگام انتقال اطلاعات انرژی تلف کنند.

گفتنی است؛  تا زمانی که سیم‌های مسی وجود داشته باشد، این مشکل هم پا برجاست. یکی از راه‌های حل این مشکل، ساخت رایانه‌ای است که بجای برق از نور استفاده کند.

گیزمک می نویسد: چنین تراشه‌های فتونی فضای کمتری اشغال  و با سرعت نور کار می‌کنند که در نهایت می‌توانند سیگنال‌های چندگانه را در یک زمان در طول موج‌های مختلف ارسال کنند و بسیار مفید هستند.

به این ترتیب و با وجود ده ها سال تحقیق، چنین تراشه‌هایی هنوز دور از دسترس هستند.

رمزگذاری داده های دیجیتالی در طول موج های مختلف

راه حل آزمایشگاه “Ayar” برای این مساله ایجاد یک تراشه ترکیبی است که عناصر نوری و الکترونیکی را هم‌زمان به کار بگیرد.

این کار جدیدی نیست، اما تلاش‌های قبلی اتلاف انرژی بالایی داشت. در حالی که “Ayar” مس را برای ساخت تراشه‌های سیلیکونی که به طور مستقیم اجزای نوری را به راحتی یکپارچه می‌کنند، حذف کردند.

این تراشه می‌تواند داده‌های دیجیتالی فرستاده شده را در طول موج‌های مختلف نوری رمزگذاری، انتقال و رمزگشایی کند.

آنها می‌توانند این اجزا را با مبادله برخی از لایه‌های الکترونیکی و جایگزینی آنها با نور برای طراحی پیکربندی شده، به تراشه‌های معمولی منتقل کنند.

از آنجایی که نور و الکترونیک به صورت هم‌زمان در این تراشه وجود دارند، بنابراین هیچ مسی وجود ندارد و انتقال کاملا نوری است.

عرضه فناوری جدید برلیان در سال 2019

طبق گفته “MIT”، اولین محصول این فناوری جدید یک سیستم ورودی-خروجی نوری به نام “برلیان”(Brilliant) است که قرار است در سال 2019 به بازار عرضه شود.

در همین حال، آزمایشگاه “Ayar” می‌گوید تراشه‌های جدید اپتوالکترونیکی به عنوان ابزار کاربردی در معماری ابررایانه‌ها و همچنین مراکز داده قابلیت استفاده دارند و حتی ممکن است راه خود را به اتومبیل های خودران پیدا کنند.

فناوری اپتیک ها فراتر از پیش بینی هاست

“الکس رایت گلدشتاین”، مدیرعامل “Ayar” می‌گوید: ما شروع کردیم که مشکل اتلاف انرژی در تراشه‌های سیلیکونی سنتی را برطرف کنیم و در نهایت در مورد همه حوزه‌های مختلفی که این فناوری می‌تواند در آنها به کار گرفته شود، هیجان‌زده هستیم.

وی افزود: این فناوری، قابلیت دسترسی اپتیک‌ها و اینکه چگونه جهان می‌تواند از اپتیک استفاده کند را تغییر می‌دهد و فراتر از آن چیزی است که ما اکنون می‌توانیم پیش‌بینی کنیم.