Optoelektronik Çipler için Yeni Tasarım!

Geleceğin bilgisayarlarının temel yapı taşını oluşturacak optoelektronik çipler artık daha hızlı ve daha verimli bir tasarıma sahip. Yeni optoelektronik çipler, Ayar Labs tarafından geliştirildi.

A- A+

12.04.2018 tarihli yazı 8434 kez okunmuştur.

MIT’ye bağlı Ayar Labs, daha hızlı ve daha verimli bilgisayarlar oluşturmak için ışığı ve elektroniği birleştiriyor. Yeni optoelektronik çipler, veri iletim hızını artırmak ve çipten çipe iletişimde enerji tüketimini ise yüzde 95 oranında azaltmak üzere tasarlanmakta.

60 yıl önce silikon çipin icadından bu yana, bilgisayarların gücü her iki yılda bir iki katına çıktı, ancak bilgisayar sistemlerinin çalıştığı hız, aynı miktarda artış gösteremedi. Bunun nedeni, veri aktarımı ve sistemin hızını en yavaş parçanın belirlemesi.

Bilgisayarı bir havayolu sistemi gibi düşündüğümüzde uçak pistine, havalimanı pist mimarisine ve hava trafik kontrolüne yoğunlaşırsınız. Örneğin İstanbul ve İzmir arasında bir saatten daha kısa sürede seyahati gerçekleştirebilirsiniz. Kulağa harika geliyor ama güvenlik önlemleri, bagajların toplanması, yerleştirilmesi vs. gibi durumlar yavaşlamaya neden olmaktadır.

►İlginizi Çekebilir: Optoelektronik | 1. Bölüm

Bilgisayarlarda da durum pek farklı değil aslında. Çipler şimşek hızında çalışabilirler. Ancak yine de sistem bakır teller kullanarak iletişim kurar. Bu bakır teller çipin daha fazla enerji harcamasına neden olur. Aynı zamanda da sistemi önemli oranda yavaşlatır.

Bu sorunu çözmenin bir yolu, elektrik yerine ışık kullanan bir bilgisayar oluşturmaktır. Bu tür fotonik çipler çok az yer kaplar ve ışık hızında çalışırlar. Çeşitli dalga boylarında birden fazla sinyal gönderebilirler. Ayrıca enerji açısından oldukça verimlidirler. Ancak onlarca yıllık araştırmaya rağmen gelişimleri elektronların hala gerisindedir.

Ayar Labs’in çözümü, optik ve elektronik elemanları birleştiren hibrit bir çip oluşturmaktır. Bu yeni değil ama daha önceki girişimlerde fotonik ve elektronik parçaların ayrı elemanlar olarak işlenmesiyle enerji boşa harcanmaktaydı. Bir kuruş maliyetle çipteki bakırı silikon çipler oluşturmak için değişim yoluna gitti.

►İlginizi Çekebilir: Sürücüsüz Araçlar ve İnsan Güvenliği

MIT'nin fotonik olarak optimize edilmiş gömülü mikroişlemciler (POEM) projesinde MIT mühendislerinin çalışmalarının sonuçlarından yola çıkılarak hibrit çipler, fotodetektörler, ışık modülatörleri, dalga kılavuzları ve optik filtreler tasarlandı. Bu tasarımlarda ışığın farklı dalga boylarında gönderilen dijital veriler kodlanabilir, iletebilir ve deşifre edebilir. Bu bileşenleri, bazı elektronik katmanları kaldırarak geleneksel çiplerin içerisine yerleştirmeyi başardılar. Elektronik katmanların yerine ise sıkıca konfigüre edilmiş optik katmanlar eklenmiştir. Optik ve elektronik aynı yonga üzerinde olduğundan, veri yolunda bakır yoktur ve iletim tamamen optiktir.

MIT'e göre, bu yeni teknolojinin ilk ürünü, 2019'da piyasaya çıkacak olan Brilliant adlı bir optik giriş-çıkış sistemidir. Yeni optoelektronik çiplerinin süper bilgisayar mimarilerinde, veri merkezi uygulamalarında ve otonom araçlarda yer alması beklenmektedir.

Kaynak:

►newatlas.com