نسل بعدی پردازنده‌‌ها با سرعت نور

پرتو شکاف (Beam splitter) وسیله‌ای‌ است که پرتو نور را به دو کانال اطلاعات مجزا تقسیم می‌کند که هریک می‌توانند حاوی اطلاعات جداگانه‌ای باشند. راجش منون (Rajesh Menon) و همکارانش در بخش مهندسی برق و رایانه دانشگاه یوتا می‌گویند کوچک‌ترین پرتو شکاف را ساخته‌اند که ابعاد آن ۲.۴x۲.۴ میکرون، پنجاه برابر نازک‌تر از موی انسان است.

پیش‌ازاین کوچک‌ترین وسیله‌ مشابه ابعادی بیش از ۱۰۰x ۱۰۰ میکرون داشته است.

پردازش نوری-سیلیکونی می‌تواند توان و سرعت پردازنده‌های رایانه‌ای را میلیون‌ها برابر افزایش دهد. این فناوری می‌تواند باعث افزایش سرعت پردازش ابررایانه‌ها، سرورهای ذخیره اطلاعات، فناوری ضد تصادف در خودروها و هواپیماهای بدون سرنشین و نهایتاً در رایانه‌های خانگی شود.

راجش منون دانشیار دانشکده‌ مهندسی برق و رایانه دانشگاه یوتا می‌گوید: نور سریع‌ترین چیزی است که می‌تواند اطلاعات را انتقال دهد برای استفاده از این اطلاعات در رایانه باید نور به الکترون تبدیل شود. همین عمل تبدیل باعث افت سرعت انتقال اطلاعات می‌شود. هدف این است که تمام‌کار با نور انجام شود.

در شبکه‌ فیبرهای نوری، اطلاعات را فوتون‌های نور منتقل می‌کنند؛ اما پیش از آنکه جریان اطلاعات به رایانه خانگی یا محل کار کاربر برسد، فوتون‌ها به الکترون‌ تبدیل می‌شوند تا برای مودم یا رایانه قابل‌استفاده باشد. این محدودیت مانند قیف، سرعت رسیدن اطلاعات را کند می‌کند. اگر بتوان نور را بدون تبدیل به الکترون وارد تراشه‌های رایانه‌ای کرد و همان‌جا پردازش کرد، سرعت پردازنده‌ها میلیون‌ها برابر سرعت فعلی خواهد شد.

پرتو شکاف روی تراشه‌های (chip) رایانه‌ای نصب می‌شود تا پرتوهای حاوی اطلاعات را به داخل تراشه هدایت کند. کاهش اندازه این وسیله‌ به پژوهشگران این امکان را می‌دهد تعداد بیشتری از آن‌ها را روی یک تراشه قرار دهند.

البته این پرتو شکاف یکی از چندوسیله‌ای خواهد بود که روی یک تراشه سیلیکونی نصب می‌شود تا امواج نور را در جهت‌های مختلف هدایت کند و هر چه اندازه آنها کوچک‌تر شود، امکان قرار دادن میلیون‌ها وسیله روی یک تراشه ایجاد خواهد شد.

مزایای این وسیله‌ تنها به افزایش سرعت پردازش اطلاعات محدود نمی‌شود بلکه هزینه‌ تولید این محصول هم کم است. همچنین به این دلیل که انتقال اطلاعات به‌وسیله فوتون‌ها به‌جای الکترون‌ها انجام می‌شود، تلفن‌های هوشمند و تبلت‌هایی که با این فناوری ساخته شوند انرژی کمتری مصرف می‌کنند (بنابراین گرمای کمتری هم تولید می‌کنند) و عمر باطری بیشتری خواهند داشت.

فعلاً اولین ابررایانه‌های نوری-سیلیکونی که کمپانی‌های Intel و IBM تولید می‌کنند هنوز تا حدی الکترونیک هستند و کاملاً نوری نشده‌اند.

راجش منون معتقد است وسیله‌‌ای که او ساخته است تا سه سال آینده وارد ساختار این‌گونه رایانه‌ها خواهد شد.