أستخدام الفوتونيكس قد يجعل الألكترونيات أسرع

كلنا منحلم بكمبيوتر او موبايل ما بيعلق ولا بوقف عن الاستجابة يمكن هالشي حيتحقق قريبا من خلال تقنية جديدة عم يشتغلو عتطويرها جماعة جامعة كولورادو بولدر وهالشي حيتم من خلال تبديل الأسلاك الكهربائية داخل المعالجات بشغلة جديدة وهي الضوء ...!! إيه الضوء وحيكون هالشي من خلال معهد ماساتشوستس للتقنية الذي قد يسمح للمسار الأسي في المعالجات الصغرية التي بدأت من حوالي النصف قرن والمعرفة بقانون مور الذي سيسمح للسرعات بالازدياد بالكمبيوترات الخارقة والمحمولة وحتى الهواتف الذكية.

فريق البحث برئاسة الباحث "ميلوس بوبوفيتش" برفسور مساعد بالكهرباء والكمبيوتر وهندسة الطاقة ،طور تقنية جديدة تسمح للمعالج باستخدم الضوء بدلا من الأسلاك الكهربائية لتتواصل مع الترانزستورات في كل رقاقة (Chip) النظام الذي ممكن أن يؤدي إلى حوسبة موفرة للطاقة وقفزات متتالية في سرعات الحوسبة في المستقبل.

قام بوبوفيتش وزملائه بصناعة بنيتين مختلفتين للمعدلات الضوئية التي تقوم بتحسس الإشارة الكهربائية وتحويلها إلى أمواج ضوئية والتي ستكون موجودة داخل المعالج نفسه لإيجاد حالة من الفن في المعالجات الالكترونية.

يشير قانون "مور" أن حجم الترانزستور المستخدم في المعالجات يمكن أن يتناقص إلى النصف كل عامين وبنفس التكلفة ،سامحا بذلك باستخدام ضعف عدد الترانزستورات بنفس حجم الشريحة معطيا تضاعف سرعة الشريحة كل عامين بنفس الكلفة السابقة، بقي ذلك صحيح نسبيا حتى وقت قريب، حيث أن عدد الترانزستورات استمر في التقلص إلا انه في هذه الأيام لم يعد يعطي تضاعفا بسرعة الحوسبة، وذلك بسبب الطاقة المطلوبة لعمل المعالجات المكروية والترانزستورات المكتظة التي تسبب تراكم حراري مفرط ، ستتواصل عملية تقلص عدد الترانزستورات ، و لكن ستكون قابلة لإعطاء أداء حوسبي متزايد،

يقول "بوبوفيتش " لكن في المقابل لنكون قادرين على أخذ هذه المزايا نحن بحاجة إلى تفعيل وصلات الاتصال الموفرة للطاقة " (والتي ستتوفر من خلال التقنية الجديدة).

إن الإلكترونات الماكروية (الصغرية) محدودة أيضا بعامل آخر ، توضع الأسلاك الكهربائية الحاملة للبيانات قريب جدا وممكن أن يسبب تداخل الإشارات (المعلومات) بين الأسلاك .في آخر ست سنوات صناع المعالجات كـ إنتل كانت قادرة على الاستمرار في زيادة سرعة الحوسبة وذلك من خلال وضع أكثر من معالج في كل رقاقة لخلق نوى متعددة لكن هذه التقنية محدودة بعدد الاتصالات او الوصلات الضرورية بين المعالجات والذي يتطلب استهلاك ضخم للكهرباء ، لذلك استخدام الأمواج الضوئية بدلا من الأسلاك الكهربائية ممكن أن يقضي على هذه القيود التي تواجهها المعالجات التقليدية وتمديد العمل بقانون "مور".

يقول بوبوفيتش : " إن دارات الإتصالات الضوئية المعروفة "بالفوتونيك" تتمتع بميزتين تفوق بها نظيرتها السلكية ،والتي تتلخص بأن استخدام الضوء ممكن أن يستهلك طاقة كبيرة لكن كبل ليف ضوئي يمكن أن يقوم بنقل آلاف الإشارات الضوئية بأطول موجية متعددة بوقت واحد سامحا بذلك لعدة اتصالات أن تنقل معا في مساحة صغيرة قاضيا على التداخلات بين الإشارات.

استخدمت الاتصالات الضوئية منذ فترة في الانترنت و أغلبية خطوط الهاتف ولكن ابتكار اتصال ضوئي مجدي اقتصاديا هو الخيار للمعالجات الصغرية حيث أن التقنية الضوئية يجب أن تصنع بنفس مكان المعالجات (من غير إضافات للمعدلات والمحولات الضوئية خارج المعالج نفسه) . لذلك قال بوبوفيتش : "يجب أن تتطور الضوئيات جنبا إلى جنب مع تطور الإكترونيات للحصول على مبيعات من قبل مصانع المعالجات" ، و يضيف بوبوفيك قائلا : "ولإقناع مصانع أنصاف النواقل بدمج الضوئيات مع الإكترونيات الصغرية نعلم أننا نحتاج لملايين الدولارات لذلك لن نحتاج لمسح البنى التحتية أو إعادة بنائها.

في السنة الماضية اشترك بوبوفيتش مع العلماء في MIT Massachusetts Institute of Technology(معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا) لمناقشة إمكانية التطوير تلك حيث قال : " نحن بنينا الضوئيات داخل عملية بناء الإلكترونات الصغرية واستخدمنا هذه العملية بدلا من صناعة دارات كهربائة فقط ، وعملنا أن تكون الفوتونكس (الضوئيات) قرب الدارات الكهربائية لذلك يمكنهم التواصل فيما بينهم.

في بحث جرى في الشهر الماضي بـ سي يو بلدر (CU-BOULDER) على يد باحث برسالة دكتوراه (جيفري شاين لاين) حيث قام والفريق المرافق له ببحث تفاصيل كيفية حسم المعدل الضوئي والذي يقوم بترميز البيانات على الحزم الضوئية علها تتحسن لتكون أكفء في استخدام الطاقةحيث يكون المعدل الضوئي متوافق مع عمليات الصناعة المعروفة كـ (Silicon-on-Insulator Complementary Metal-Oxide-Semiconductor or SOI CMOS) المصنوعة عادة للمعالجات الصغرية متعددة النواة كمعالج "IBM Power 7" المستخدم من قبل سوني في "Playstation 3"، كما بحثوا أيضا تفاصيل المعدل الضوئي الثاني المستخدم في عمليات الصناعة الأخرى المدعو CMOS المستخدم لصناعة الذواكر وأغلبية المعالجات الصغرية الراقية في العالم.

"فلاديمير ستوجانوفيتش" والذي يرأس أحد فرق MIT المتعاون في المشروع والباحث الرئيسي لجميع الآبحاث يقول: " إن المجموعات العاملة على المعدلات الضوئية هي خطوة هامة للأمام ، وعلى رأسها توفير الطاقة وكثافة عرض الحزمة للضوئيات السلكونية على الأسلاك الكهربائية ، يضيف قائلا : " الضوئيات المدمجة في الـ (CMOS) من غير تغير في العمليات يعطينا فوائد هائلة ومزايا على حساب الأنظمة الضوئية التقلدية ?

يمكن المقال علمي أكتر من اللازم وموجه شوي بس الفكرة بتخيل واضحة والنقلة حتكون نوعية بتصوري ياترى منلحق نشتري أول لاب توب بيشتغل بهالتقنية ...!!!؟؟؟

المصدر : هنا

مصدر الصورة : هنا