ردگیری نور در یک تراشه به کمک ابزار کلیدزنی نانوفوتونیکی

دانشمندانِ IBM گام مهم دیگری در جهت مخابره اطلاعات در درون
یک تراشه رایانه ای برداشته اند. آنها به جای استفاده از
الکترون ها، از پالس های نوری استفاده کرده و کوچکترین کلید
نانوفوتونیکی موجود در دنیا که محل جایگذاری آن ۱۰۰ برابر
کوچکتر از سطح مقطع موی انسان است را ساخته اند.

کلید مزبور در کنترلِ شارش اطلاعات در نسل های بعدی تراشه،
نقشی اساسی داشته و می تواند با کاهش مصرف انرژی، کارآیی تراشه
را به شکل چشمگیری بهبود دهد.

یوری ولاسوف، مدیر بخش نانوفوتونیکِ سیلیکونی در مرکز تحقیقاتی
واتسونِ IBM در این باره می گوید: «این کشف برای ساخت یک شبکه
نوری در تراشه، بسیار مهم است. با توجه به پیشرفتی که در چند
سال اخیر در این زمینه صورت گرفته است، به نظر می رسد که
ایده‌ی شبکه های نوری در تراشه ها، به واقعیت نزدیک تر می
شود.»

بنا به اعلام IBM، این کشف می تواند برای ساخت نسل بعدی تراشه
های رایانه ای چند هسته ای سودمند باشد. در این تراشه ها می
توان برای مخابره اطلاعات، به جای استفاده از سیگنال های
الکتریکی از طریق سیم های مسی، از پالس های نوری ای که در درون
سیلیکون (شبکه نوری) منتشر می شوند استفاده کرد. گفته می شود
که به کمک چنین شبکه ای می توان با ۱۰ برابر کاهش مصرف انرژی،
اطلاعات تبادلی در بین هسته ها را ۱۰۰ برابر بیشتر کرد.

کلیدی که توسط IBM ساخته شده است یکی از لوازم حیاتی برای ساخت
اتصالات میانی نوری درون تراشه است. پس از اینکه سیگنال های
الکتریکی به پالس های نوری تبدیل می شوند، این کلید، در نقش
«مدیر ترافیک»، پیغام های نوری ارسال شده از هر یک از هسته ها
را به شکلی موثر به سایر هسته ها می رساند.

هم اکنون یکی از گرایش های مهم در صنعت میکروالکترونیک، انجام
محاسبات موازی از طرقی چون افزایش تعداد هسته ها در یک تراشه
منفرد است. با افزایش تقاضا در زمینه کارآیی محاسباتی بیشتر،
طراحان تراشه، به ساخت تراشه هایی با ده ها و حتی صد ها هسته
می اندیشند.

برای ساخت چنین تراشه هایی باید مقادیر زیادی از پیغام ها به
طور همزمان در بین هسته ها مبادله شود و به عبارت دیگر به
پهنای باند بالایی نیاز است. کلید مذکور برای ایجاد چنین پهنای
باندی مناسب است، زیرا این ابزار با داشتن قابلیت کلید زنی
همزمان بسیاری از طول موج های نور، می تواند مقادیر عظیمی از
داده ها را ردگیری کند و به همین دلیل به کمک آن می توان به
پهنای باندی بیش از ۱Tb/s دست پیدا کرد.

نتایج این بررسی در آوریل ۲۰۰۸ در نشریه Nature Photonics
منتشر شده است.