Компьютер в миллион раз быстрее вашего — реальность ближайших лет
Мир стоит на пороге новой компьютерной революции. Об этом в свежем номере журнала Nature Photonics рассказали инженеры из университета штата Юта, США. Они создали самый маленький в мире лучерасщепитель, позволяющий разделить поток света на два отдельных информационных канала. Устройство приблизило ученых к созданию кремниевого фотонного чипа, который проводит вычисления и осуществляет обмен данных при помощи света, а не электричества. Подобный чип способен в тысячи, миллионы раз быстрее передавать информацию. А это значит, что его массовое производство и внедрение можно сравнить только с одним — промышленной революцией.
Профессор Раджеш Менон, курирующий разработку, объяснил, что на первом этапе технология будет внедряться в суперкомпьютеры, серверы дата-центров и специализированные компьютеры, управляющие дронами и автомобилям, которые не нуждаются в водителях. Позже чипы доберутся до рынка массовой электроники, включая компьютеры, консоли и мобильные устройства. По его мнению, они значительно повлияют на игровой рынок и рынок видео-контента (стриминговые технологии).
Так выглядит система, созданная Меноном
Ключ к успеху — использование света вместо электричества. Объясняет профессор Менон:
Свет — самая быстрая вещь, которую вы можете использовать для распространения информации. Но эта информация должна быть конвертирована в электроны, когда она поступает на ваш компьютер. Во время этой конвертации вы и замедляете все. Наше видение заключается в том, чтобы все делать с помощью света. В таком случае компьютеры могут быть в миллионы раз быстрее, чем сейчас.
На сегодня фотоны являются «контейнерами» для переноса информации внутри оптоволоконных сетей. Но когда информация достигает вашего дома или офиса, она из фотонов должна быть конвертирована в электроны. В противном случае ваш компьютер просто не сможет ее обработать. Чтобы обойти эту преграду, нужны процессоры, которые работают на фотонах, а не на электронах. И новый лучерасщепитель — важнейших шаг на пути к их появлению.
В чем же его уникальность? Дело в том, что в отличии от поляризационного лучерасщепителя, который размещается на кремниевом чипе и занимается площадь в 100 на 100 микрон, команде Менона удалось уменьшить его до площади 2.4 на 2.4 микрона. Чтобы было понятнее, это примерно 1/15 толщины человеческого волоса. И, что важнее, этот показатель максимально близко подошел к лимиту, за которым дальнейшее уменьшение просто невозможно с конструкторской точки зрения. То есть, фактически, Менон и его команда создали практически идеальный лучерасщепитель. Соответственно, на один кремниевый чип могут быть установлены тысячи, миллионы подобных лучерасщепителей, что значительно увеличит скорость передачи и обработки информации.
Но потенциальная выгода от внедрения технологии не ограничивается банальной скоростью работы процессора (хотя и этого достаточно, чтобы обеими руками поддержать Менона). Разработку Менона будет легко внедрить в массовое производство, так как он использовал уже существующие промышленные модели. Кроме того, новинка сможет оказать значительное влияние на рынок мобильных устройств, так как не использует электричество. Это значит, что смартфоны и планшеты будут потреблять меньше электроэнергии. Это значительно увеличит время автономной работы, а также уменьшит количество выделяемого устройством тепла.
Первые суперкомпьютеры, которые потенциально могут использовать данную технологию, уже находятся в разработке сразу двух крупных компаний — Intel и IBM. Пока они будут использовать гибридные процессоры, которые частично работают на электричестве. Менон уверен, что в течение ближайших трех лет производители смогут отказаться от временного решения и перейти на устройство, созданное в университета штата Юта. Тогда и начнется новая эра в компьютеростроении.
