Optik Bilgisayar Nedir?

Bilgisayar teknolojisinin büyümesi ile yüksek performanslı bilgisayarlara ihtiyaç önemli ölçüde arttı. Her zaman daha çok hıza, daha çok veriyi işlemeye, işlemcileri ve diğer yapıları daha minyatür hale getirmeye çalışılmakla beraber kompleks birçok iş için yeni bilgisayar teknolojilerinin geliştirilmesi gerekiyor. Son yıllarda optik, fotonik, optoelektronik bilimlerinin ortak çalışması sonucu optik bilgisayarları elde etmeye daha çok yaklaştık. Bu yazımızda optik bilgisayarları inceledik.

A- A+

12.12.2015 tarihli yazı 13435 kez okunmuştur.

Optik Bilgisayarlar

Optik bilgisayarlar, elektrik akımı yerine görünür ışık veya kızılötesi (IR) bölgelerinde, dijital hesaplamalarda ve çeşitli görevler için kullanılır. Elektrik akımı geleneksel bilgisayarlarda ısı oluşturur ve bu durum donanıma zarar verir fakat ışık sıcaklıktan etkilenmeyeceğinden bu tür optik sistemlerin geliştirilmesine olanak sağlar. Optik masaüstü bir bilgisayar birden çok işlemi aynı anda yapabilir. Çünkü veri mevcut modellere göre 100.000 kat daha hızlı işlem yapabilme kapasitesine sahiptir.

►İlginizi Çekebilir: Optoelektronik | 1. Bölüm

Optik bilgi işlem 1980 yılında sıcak bir araştırma alanı oldu. O zaman ki teknoloji optik çiplerin veya optik yarıiletken sistemlerin üretilmesine engel oluşturmuştu ama son yıllarda bu algı değişerek bilim insanları umut vaad eden çalışmalarıyla ve teknolojinin ilerlemesiyle bu tür teknolojileri geliştirmeye devam ediyorlar.

Optik Hesaplama İçin Gerekenler

Optik bir bilgisayarın çalışması hakkında ilk öncelikle Einstein’ın da teorisinde belirttiği üzere; 'Hiçbir sinyal ışık hızından daha hızlı yayılamaz!” ilkesinin bilinmesidir. Bilgisayarları çok daha hızlı yapmak için, parçaları küçük olmalı ve aralarındaki mesafeyi azaltmak gerekir. Bu küçük cihaz boyutları ve karmaşıklığı ile daha çok büyük ölçekli entegrasyon gelişimi, “VLSI” teknolojisi ile sonuçlanmıştır.

Optik Bilgisayarlar İçin Temel Bileşenler

1) VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)

VCSEL, “dikey kavite yüze yayılan lazer” anlamına gelmektedir. Bir yarı iletken, dikey boşluğu silindirik olan, ışını dikey olarak üretilmiş bir silikon devre yüzeyinden ışık yayan bir çeşit lazer diyottur.

►İlginizi Çekebilir: Optokuplör Nedir?

2) SLM (Spatial Light Modulators)

SLM, “uzaysal ışık modülasyonu ” anlamına gelmektedir. SLM ışığı piksel piksel kontrol edip işler.

3) SPT (SmartPixelTechnology)

SPT, “akıllı piksel teknolojisi ” anlamına gelmektedir. SLM ışığı piksel piksel kontrol edip işler.Akıllı piksel teknolojisi ortak bir çerçeve içinde elektronik devreler ve aydınlatma cihazlarını entegre etmek için icat edilmiş yeni bir yaklaşımdır. Yüksek hızda anahtarlamaya sahiptir.

4) WDM (Wavelength Division Multiplexing)

WDM, “çoklu dalga boyu bölme” anlamına gelmektedir. Çoklu dalga boyu bölme yöntemi, optik fiberin içinden farklı dalga boylarını göndermeye olanak sağlar. Bu teknolojiyi kullanarak, bireysel lazerler iletebilir modern ağlarda, aynı anda aynı fiber üzerinden saniyede 10 Gigabit veri gönderilip alınabilir.

WDM, tek bir fiber üzerinden 32 dalga boyu iletebilir, ancak günümüz iletişim sistemlerinin bant genişliği bu gereksinimlerini karşılayamaz. Günümüzde (Yoğun çoklu dalga boyu bölmeli) DWDM çok kullanılır. Bu, tek bir fiber üzerinden 1000 dalga boyu iletilebiliniyor. Bu da yüksek bir bant genişliği sağlıyor.

5) Optik Hafızalar

Optik bilgisayarlarda bellek iki tür şeklinde ele alınmıştır. Tek bir bit deposu ve optik diskleri tarafından uygulanan bir yığın depolama, holografik depolama sistemleri veya elemanları tarafından diğer dizinleri oluşturur. Bu tür bellekler, çok yüksek kapasiteli ve depolama yoğunluğu vaat ediyorlar. Birincil faydaları mevcut depolama teknolojileri üzerine holografik optik veri depolama tarafından sunulan önemli ölçüde daha yüksek depolama kapasitelere sahiptir ve daha hızlı oranlarda veriyi okurlar. Bu cihazlar yüksek hızda optik depolama ortamı içine veri yazmak için kullanılır.

Optik Bilgisayarların Avantajları

► Optik bilgisayar, günümüzün silikon makinelere göre en az 100000 kat daha hızlıdır.
► Optik depolama, silikon depolama donanımlarına göre daha iyi optimize edilmiştir.
► Optik yollar (ışık demetleri) çakışsa dahi veriden kayıp olmaz.
► Optik bilgisayarlar günümüzde iletişim sıkıntılarını ortadan kaldırır.

Optik Bilgisayarların Sakıncaları

► Bu teknolojiyi şu anda evlerde kullanamıyoruz ve fazla güç harcamaktalar.

► Optik bilgisayarlarda birçok mercek ayna vs. ile ışığın yönü ve kontrolü sağlanıyor. Fakat bu mercek ya da aynalar tozlandığı veya hasar aldıklarında işlemi aksatabiliyorlar. Yani çok hassas bir sisteme sahiptirler.

Kaynak:

►Seminer report 03/optical computing technology/MesceKuttippuram