افزایش سرعت محاسبات کامپیوتری تا سرعت نور!

1

با وجود پیشرفت سریع دستگاه های کامپیوتری، محاسبات هم روز به روز سنگین تر شده و بنابراین نیاز به دستگاه های قدرتمندتر وسریع تر بیشتر احساس می شود. دانشمندان موفق شده اند سرعت محاسبات را به سرعت نوربرسانند! با دیپ لوک همراه باشید…

افزایش سرعت محاسبات کامپیوتری تا سرعت نور

موفقیتی مهمی که امروز می خواهیم در مورد آن صحبت کنیم توسط محققان دانشگاه یوتای آمریکا انجام شد. این پروژه قطعاًگام مهمی در ساخت نسل بعدی دیوایس های کامپیوتری و موبایلی با سرعت میلیون ها بار سریع تر از سرعت امروزی است. این دانشمندان موفق به ساخت یک بیم اسپلیتر(تقسیم کننده ی پرتو) بسیار کوچک برای تقسیم امواج نوری به دو کانال جداگانه ی اطلاعات شدند. در واقع این دستگاه ما را به تولید چیپ های الکترونیک سیلیکونی نزدیک می کند. ویژگی شاخص چیپ های الکترونیک سیلیکونی این است که داده ها را به جای الکترون با فوتون، محاسبه و حمل می کنند. فوتونیک های سیلیکونی، قدرت و سرعت ماشین هایی مثل ابرکامپیوترها و سرورهای دیتاسنتر را افزایش می دهند و در نهایت میتوان این تکنولوژی پیشرفته را در کامپیوترهای خانگی و دیوایس های موبایلی استفاده کرد. نتایج این مقاله در ژورنال nature photonic چاپ شد.

1-computingatt

دقیق تر شویم: نور سریع ترین چیزی است که می توان برای انتقال داده ها استفاده کرد. اما مشکلی وجود دارد، وقتی اطلاعات به لپ تاپ شما می رسند، باید به الکترون تبدیل شوند و دقیقاً درهمین تبدیل، سرعت بسیار کم می شود. در واقع فوتون های نوری، اطلاعات را در فضای اینترنت، از طریق شبکه ی فیبر نوری حمل می کنند، اما زمانیکه این جریان داده ها به مقصد (مثلاً کامپیوتر خانه یا دفتر کار) می رسد، فوتون های نوری باید قبل از وارد شدن به یک روتر یا کامپیوتر، به الکترون ها تبدیل شوند. اگر بتوان کاری کرد که نیازی به تبدیل فوتون ها به الکترون ها نباشد و جریان داده ها بهصورت نور در فرآیندهای کامپیوتری باقی بماند، سرعت محاسبات، یک میلیون بار افزایش خواهد یافت.

 چگونه میتوان این طرح را عملی کرد؟

دانشمندان، یک بیم اسپلیتر بسیار کوچکتر نسبت به نمونه های امروزی را ساختند که می تواند نور ورودی هدایت شده را به دو مولفه اش جدا کند. قبلاً ابعاد چنین بیم اسپلیتری، ۱۰۰ در ۱۰۰ میکرون بود اما به لطف الگوریتم های جدید طراحی اسپلیتر، تیم دانشگاه یوتا ، ابعاد آن را به ۲٫۴ در ۲٫۴ میکرون کاهش دادند. این اندازه، یک چهارم عرض یک تار موی انسان است. با این کاهش شدید ابعاد، بیم اسپلیتر تنها یکی از چندین دستگاهی است که می توان در یک چیپ برای هدایت امواج نوری در مسیرهای مختلف، قرار داد و می توان دستگاه های بسیار زیاد دیگری نیز روی چیپ قرار داد.

مزایای این پژوهش، فراتر از افزایش سرعت پردازش است. مثلاً:

– طراحی و ساخت چیپ های سیلیکون ، ارزان خواهد بود زیرا برای ساخت آن نیازی به تکنولوژی جدیدی نیست و می توان از تکنیک های امروزی استفاده کرد.

– از آنجایی که چیپ های فوتونیک فوتون را به جای الکترون ها، حمل می کنند، دستگاه های پرکاربردی مثل اسمارت فون ها یا تبلت ها با این تکنولوژی پربازده تر خواهند شد، طول عمر بیشتری داشته و گرمای کمتری نسبت به دستگاه های امروزی تولید خواهند کرد.

کمپانی های معروف اینتل و IBM در حال توسعه ی نخستین ابرکامپیوترهایی هستند که از فوتونیک های سیلیکونی استفاده خواهند کرد، تیم پروژه می گوید می توان این بیم اسپلیترها را در چنین کامپیوترهایی و در مدت ۳ سال به کار برد. دیتاسنترهایی که به ارتباطات سریع تری بین کامپیوترها نیاز دارند نیز این تکنولوژی را به سرعت به کار خواهند گرفت.

منبع: phys.org

زاده ی اردیبهشت ۶۹ و دانشجوی دکترای شیمی کوانتوم محاسباتی در دانشگاه شهید بهشتی است.او علاقمند به دنیای کوانتوم، تکنولوژی، فوتبال و موسیقی (رپ/راک) بوده و علاوه بر سردبیری دیپ لوک، به طراحی وب و نویسندگی در گجت نیوز، بیگ تم و ماهنامه GB جی اس ام مشغول است.

گفتگو۱ دیدگاه

  1. با سلام
    مبنای ساخت صفحه های خورشیدی و ریز تراشه ها بر مبنای سیلیکون بود که با ظهور گرافن و CNT این معادله در حال جابجایی است البته امروزه دانشمندان در حال گسترش پژوهش های خود را بر مبنای رنگدانه های طبیعی هستند که هنوز تجاری سازی نشده. پیش بینی شده که رنگدانه ها دارای عملکردی حدود ۶ برابر سیلیکون معمولی را دارا هستند

ارسال نظر


*