علوم پایه

ساخت نمونه اولیه، پردازنده‌ای که از نور استفاده می‌کند

engineersdem
نوشته شده توسط سید محمد حسین خلیلی

مهندسین موفق شدند الکترون‌ها و فوتون‌ها را در یک ریزپردازندهِ تک تراشه متحد کنند. این یک نقطه عطف در توسعه سیستم‌های بسیار سریع است.
محققین یک پردازنده دو هسته مشتمل بر ۷۰ میلیون ترانزیستور و ۸۵۰ قطعه فوتونیکی ساخته‌اند که اندازه‌ای برابر با ۳ در ۶ میلی‌متر دارد. در مقاله‌ای که در نشریه نیچر منتشرشده است، جزئیات این تراشه توضیح داده‌شده است.
این یک نقطه عطف در دنیای تکنولوژی است، اولین پردازنده‌ای که می‌توان از نور برای ارتباط با دنیای بیرون استفاده کند. هیچ تراشه دیگری تاکنون ساخته نشده است که خروجی و ورودی فوتونیکی داشته باشد.
در مقایسه با سیم‌های مسی، فیبر نوری؛ قابلیت پهنای باند بیشتر، حمل اطلاعات بیشتر، سرعت بالاتر در فواصل بزرگ‌تر و با صرف انرژی کمتر را داراست. درحالی‌که پیشرفت در تکنولوژی ارتباطات نوری بسیار سریع بوده اما انتقال مستقیم ترافیک نوری به کامپیوترها تاکنون میسر نبوده.
محققان با اجرای برنامه‌های مختلف کامپیوتری با استفاده از این چیپ جدید توانایی و کارایی آن را تست و تأیید کردند. آن‌ها نشان دادند که این تراشه ظرفیتی معادل با ۳۰۰ گیگابایت در ثانیه به ازای هر میلی‌متر مربع را دارد که ۱۰ تا ۵۰ برابر تراشه‌های موجود در بازار است. این تراشه جدید از لحاظ مصرف انرژی نیز قابل‌توجه است؛ به طوری که تنها ۱٫۳ وات توان برای انتقال ۱ ترابایت اطلاعات در ۱ ثانیه موردنیاز است.
مزیت سیگنال‌های نوری در این است که همان مقدار انرژی که برای ارسال به فاصله چند سانتی‌متری استفاده می‌شود برای ارسال به فاصله چند کیلومتری نیز کافی است. برای اتصالات الکتریکی با سرعت‌بالا، حداکثر می‌توان تا فاصله یک متر بدون تقویت‌کننده ارتباط را برقرار کرد؛ و این به آن معناست که برای انتقال اطلاعات در فواصل بیشتر باید انرژی زیادی را مصرف کرد. برای انتقال ۱ بیت اطلاعات در فاصله ۱ کیلومتری با استفاده از ارتباط الکتریک با سرعت‌بالا چیزی حدود هزار پیکو ژول انرژی لازم است.
با استفاده از این تکنولوژی می‌توان در مصرف انرژی نیز بسیار صرفه‌جویی کرد.

درباره نویسنده

سید محمد حسین خلیلی

دیدگاه شما چیست