Новый алгоритм может проложить путь для компьютеров на основе света

Новый алгоритм может проложить путь для компьютеров на основе света

Инверсный алгоритм, разработанный инженерами Стэнфорда, позволяет кремниевым межсоединениям передавать данные между компьютерными чипами с помощью света. Новый процесс заменяет проводное соединение, используемое для передачи информации в электронном виде, что может ускорить создание высокоэффективных компьютеров на базе света.

Дэвид Миллер, профессор электротехники в Стэнфорде, утверждает, что до 80 процентов мощности микропроцессора «съедается» передачей данных по проводным соединениям. Передача требует гораздо больше энергии, чем её обработка, поэтому ноутбуки так нагреваются.
Вдохновленные оптической технологией Интернета, исследователи хотели перемещать данные между чипами через волоконно-оптические нити, производящие фотоны света. Помимо экономии энергии, оптические соединения имеют еще одно преимущество – они могут передавать в 20 раз больше данных. Большинство волоконной оптики изготавливается из кремния, который является прозрачным для инфракрасного света, так же как стекло для видимого спектра, поэтому кремний был очевидным выбором, говорят исследователи.

Новый алгоритм может проложить путь для компьютеров на основе света

Но оптические межсоединения не подходят для массового производства, что делает переход к технологии непрактичным для компьютеров, где требуются тысячи таких соединений. Вот где инверсный алгоритм вступает в дело. Программное обеспечение предоставляет инженерам подробную информацию о том, как кремниевые структуры должны быть выстроены для выполнения конкретных задач, соответствующих кремниевой структуре. В лаборатории группа разработала работающую оптическую схему, с которой были сделаны копии, и все они работали безупречно даже на неидеальном оборудовании. Исследователи говорят, что это доказывает коммерческую жизнеспособность их оптической схемы.
Детали функций алгоритма чрезвычайно сложные, но в основном он помогает проектировать кремниевые структуры, которые способны преломлять инфракрасный свет нужным образом, так же как призма превращает обычный свет в радугу. Когда свет падает на кремниевый элемент, две волны отделяются и образуют Т-образную форму. Кремниевые нити незначительны по размеру, и 20 таких элементов могут поместиться на толщине человеческого волоса.  
Оптические межсоединения могут быть выстроены, чтобы направлять определенные частоты инфракрасного света в соответствующие места. И именно алгоритм управляет процессом создания «кремниевых призм» для нужного преломления инфракрасного света. После того как расчет для каждой конкретной задачи сделан, маленький образец штрих-кода оставляется на каждом кремниевом элементе.
До сих пор настоящие компьютеры с оптическими межсоединениями еще не создавались, но алгоритм это первый большой шаг к этому. Другие потенциальные применения алгоритма включают в себя проектирования компактных систем микроскопии, а также защищенных квантовых коммуникаций и оптических коммуникаций с высокой пропускной способностью

Система Orphus
comments powered by Disqus
 
Top