Νανο-φωτονικό «τσιπ» υπόσχεται ταχύτερους υπολογιστές

Η αμερικανική εταιρία πληροφορικής ΙΒΜ αποκάλυψε μια νέα τεχνολογία κατασκευής επεξεργαστών ηλεκτρονικών υπολογιστών, πουεπιτρέπει μέχρι και δεκαπλάσια βελτίωση στις δυνατότητες των τωρινών «τσιπ». Η καινοτομικήνανο-φωτονική τεχνολογία CMOS Integrated Silicon Nanophotonicsυπόσχεται μικρότερα, ταχύτερα και λιγότερο ενεργοβόρα τσιπ που θα αυξήσουν ανάλογα τις ικανότητες των μελλοντικών ηλεκτρονικών
υπολογιστών, ιδίως στην κατηγορία «βαρέων βαρών» των υπερ-υπολογιστών.

Η νέα τεχνολογία είναι συμβατή με τις υπάρχουσες, άρα δεν απαιτεί νέα εργαλεία και αναστατώσεις στις βιομηχανικές γραμμές παραγωγής, καθώς απαιτούνται απλώς μερικές προσθήκες. Ενοποιεί ηλεκτρονικά και οπτικά εξαρτήματα στην ίδια πλακέτα πυριτίου, επιτρέποντας στα τσιπ των μεγάλων υπολογιστών να επικοινωνούν μεταξύ τους χρησιμοποιώντας παλμούς φωτός αντί για ηλεκτρικά σήματα όπως τα συμβατικά τσιπ, πράγμα που επιτρέπει την περαιτέρω σμίκρυνση των επεξεργαστών. Αυτή η σμίκρυνση, με τη σειρά της, ισοδυναμεί με ενισχυμένη επεξεργαστική ισχύ.

Τα νέα τσιπ, που ενσωματώνουν τις οπτικές επικοινωνίες στο πυρίτιο (τα τρανζίστορ μοιράζονται το ίδιο υπόστρωμα πυριτίου με τις νανοφωτονικές διατάξεις), αποτελούν προϊόν των εργαστηρίων της ΙΒΜ μετά από δεκαετή έρευνα. Έτσι, το ίδιο πυρίτιο που συνιστά τα ηλεκτρικά κυκλώματα και τρανζίστορ, μπορεί πια να χρησιμοποιηθεί επίσης για την μετάδοση και την μετατροπή φωτονίων μέσα στο τσιπ.

Η νέα τεχνολογία, την οποία ήδη κατοχύρωσε εμπορικά η αμερικανική εταιρία, αναμένεται να βελτιώσει δραστικά τις δυνατότητες των μελλοντικών ηλεκτρονικών υπολογιστών. Σύμφωνα με την ΙΒΜ, ένα μόνο νανο-φωτονικό τσιπ μπορεί να μεταδώσει terabits δεδομένων ανά δευτερόλεπτο.

Η ανακάλυψη, που παρουσιάστηκε στη συνδιάσκεψη SEMICON στο Τόκιο, έγινε στο πλαίσιο του φιλόδοξου προγράμματος Exascale της ΙΒΜ, που έχει ως στόχο την ανάπτυξη μέσα στην επόμενη πενταετία ενός υπερ-υπολογιστή, ο οποίος θα μπορεί να εκτελέσει ένα εκατομμύριο τρισεκατομμύρια υπολογισμούς (δηλαδή ένα Exaflop) ανά δευτερόλεπτο. Ένας τέτοιος υπολογιστής θα είναι περίπου χίλιες φορές ταχύτερος από το σημερινό ταχύτερο μηχάνημα και θα έχει, για πρώτη φορά, σχεδόν την ίδια επεξεργαστική δύναμη με το ανθρώπινο μυαλό.

Όμως, εκτός από τους υπερ-υπολογιστές, τα νανο-φωτονικά τσιπ μπορούν να αξιοποιηθούν μελλοντικά, μεταξύ άλλων, σε ποιοτικές παιγνιδο-κονσόλες, για να αυξήσουν σημαντικά τη ροή των δεδομένων ανάμεσα στις κάρτες γραφικών και τους επεξεργαστές.

Πηγές: ΑΠΕ/ΜΠΕ