Нанофотоника вместо электроники?

В компьютерах будущего, скорее всего, будут совмещаться наноэлектроника и нанофотоника.

 

Ещё лет 50 назад появились предложения использовать для передачи информации световые импульсы – вместо электрических. Это повышало плотность потоков. Действительно, два пересекающихся электрических провода должны быть изолированы друг от друга, иначе электрические токи в них смешаются, что приведёт к потере сигналов.

 

Кроме того, провода имеют электрическое сопротивление и при прохождении через них электрического тока нагреваются. Это ведёт к затратам энергии и ограничивает объём передаваемой информации.

 

Два и более пучков света могут проходить друг сквозь друга без смешивания и потери информации. Даже лучи света, идущие в одном направлении, не смешиваются. А потери энергии при передаче световых импульсов намного меньше, чем при передаче электрических сигналов. Эти преимущества света привели к бурному развитию во второй половине прошлого века оптических линий связи. Оптоволоконные кабели связали целые континенты. Именно благодаря им Интернет стал всемирной паутиной.

 

А на микроуровне фотоника не применялась из-за технологических трудностей создания таких приборов. И только с развитием нанотехнологий стало возможным применить световые импульсы в компьютерах. Появились сообщения, что компания IBM разработала электрооптический нанофотонный модулятор Маха – Цандера. Попытки использования световых импульсов при передаче данных между различными блоками компьютеров предпринимались различными фирмами и раньше. Новая же разработка позволяет заменить электрические провода на световые импульсы внутри самого ядра процессора.

 

«Уменьшая энергопотребление и предотвращая перегревание, технология световых импульсов позволит совмещать не два или четыре ядра в одном процессоре, как сейчас, а сотни и тысячи», – рассказал глава отдела разработок IBM Уилл Грин, начавший работать над новой технологией еще пять лет назад. Модулятор, разработанный IBM, в сотни раз меньше, чем все существовавшие ранее подобные устройства, позволяющие обмениваться информацией между отдельными ядрами внутри микропроцессора. Кроме того, модулятор Маха – Цандера значительно увеличивает скорость обмена информацией между кластерами компьютера. Согласно заверениям IBM, компьютеры, использующие новую технологию, будут работать в 100 раз быстрее, чем сейчас.

 

Нанотехнологии позволяют значительно уменьшить размеры и традиционных электронных элементов и проводов. Популярные сравнения с толщиной человеческого волоса устарели в тысячи раз! В компьютерах будущего, скорее всего, будут совмещаться наноэлектроника и нанофотоника. Это приведёт к сокращению размеров и энергопотребления современных суперкомпьютеров, занимающих целые здания, до современных персональных.

 

А какими станут современные персональные компьютеры при использовании наноэлектроники и нанофотоники, мы можем догадаться сами. Учёные обещают, что через 10 – 15 лет мы уже будем на них работать. Ждать осталось совсем немного!

 

Источник: shkolazhizni.ru