Nanofotoonika juhib valguse arvutikiipidesse

Viimaste aegade olulisim trend mikroelektroonikas on paralleelarvutuste osakaalu suurenemine. Arvutite riistvaras tähendab see mitme protsessoriga arvutite või mitme tuumaga protsessorite kasutamist. Aga paralleelsus on mõttekas vaid siis, kui kokku ühendatavad protsessorid või tuumad saavad üksteisele kiiresti saata väga suurt hulka andmeid, kirjutas fyysika.ee.

Tänasel päeval on tuumad protsessorites ühendatud miljonite imepeenikeste vasktraatide kaudu. Aga traadid kipuvad elektrivoolu toimel soojenema ning andmete mahud, mis sel kombel üle kantakse ei saa olla väga suured. Aga kas tuumad võiksid suhelda ka valgusimpulsside kaudu? Sest me ju oleme vähemalt kuulnud valguskaablitest, mille kaudu andmed liiguvad väga kiirest ja kaugele ning mis on täna ainuvõimalikuks ühendusviisiks mandrite, linnade või võimsamate serverite vahel.

IBMi uurijad ongi teada andnud edusammudest selles vallas. Nimelt on nad suutnud ehitada üliväikese, nanoskaalal töötava valgusvõrgustiku. Pildil on mustade kastikestena tähistatud optilised lülitused, mis suunavad valgussignaali kas ühele või teisele poole ning neid mahub ühele ruutmillimeetrile 2000 tükki. Andmemahud, mida saab valgusimpulssidega ühest kohast teise saata (punased ja sinised rajad pildil) on tohutud - iga lainepikkus on suuteline kandma kuni 40 gigabaiti sekundis, ehk ühe väiksema kõvaketta mahu sekundis. Kusjuures põhimõtteliselt saab paralleelselt kasutada mitmeid lainepikkusi, mis viib võimaliku andmeedastuse kiiruse üks terabait sekundis.

Mis ehk kõige tähtsam, IBMi uurijad näitasid esmakordselt, et nende loodud optiline lülitus on võimeline töötama realistlikes tingimustes, st laias temperatuuride diapasoonis.

Loodetakse, et fotoonika annab võimaluse vahetada protsessorite tuumade vahel kuni 100 korda rohkem informatsiooni, kasutades selleks 10 korda vähem energiat. Tundub, et teated arvutite kiiruse kasvu pidurdumisest on siiski ennatlikud. Jõuaks vaid tarkvaratootjad järele