Nový způsob směrování světla pro budoucí superpočítače

Precizní ovládání světla je důležitou částí pro stavbu budoucích optických čipů a superpočítačů Vědci vymysleli způsob, jak na malé vzdálenosti ovládat směr světla bez ztráty jeho energie.
Nový způsob směrování světla pro budoucí superpočítače

Všechny běžně používané počítače pracují s elektrony v rámci měděných spojů, avšak do budoucna se vzhledem k omezení této konstrukce počítá s přechodem na využití fotonů a na optické spojení nejen v rámci počítače, ale i uvnitř čipů. V současnosti je optický přenos používán pro rychlé spojení jednotlivých počítačů například v rámci superpočítačů v datacentrech a na delší trasy.

Abychom mohli stejnou technologii dostat i do malého prostoru třeba o velikosti základní desky či mobilního zařízení, je nutné pokročit v oblasti ovládání samotného světla a jeho úhlu.

Ostrý úhel s minimální ztrátou energie

Vědci z floridské univerzity vyrobili speciální mikrometrovou plastovou mříž, která se podobá plástu. Skrze tento miniaturní trojrozměrný objekt prochází světlo, u kterého lze změnit směr. To by nebyla až taková novinka, ale nová technologie umožňuje změnit směr světla v mnohem ostřejším úhlu a hlavně s mnohem menší ztrátou energie samotného světla.

Klepněte pro větší obrázek
Samotná optimální dvourozměrná struktura byla nejdříve navržena v simulaci na počítači

Celou strukturu složenou z velkého množství fotonických krystalů, se podařilo vyrobit pomocí laseru, což znamená i potenciální možnost snadné výroby i v hromadném měřítku.

Klepněte pro větší obrázek
Detail průchodu laseru skrze sktruturu s úhlem 90 stupňů, využívá se jen část všech krystalů

V případě optických kabelů není vzhledem k délce problém s ohnutím a změnou směru na větší vzdálenosti, pokud bychom ale potřebovali výrazně změnit úhel i v rámci centimetrů, milimetrů a podobně, konstrukci optického kabelu už nelze použít.

Klepněte pro větší obrázek
V rámci plochy 125 x 125 mikrometrů má jeden krystal v mřížce velikost 5,75 mikrometrů, v případě plochy 40 x 40 mikrometrů pak jen 2 mikrometry.

V případě trojrozměrných čipů a spojů je optické spojení ještě složitější, takže tento objev je velmi důležitý pro stavbu budoucí fotoniky.

Nejdříve superpočítačích

Jak už to u nejpokročilejších technologií bývá, první nasazení lze očekávat v oblasti, kde je propustnost dat nejkritičtější – superpočítače a servery. Podle vyjádření ale rozhodně není vše hotovo, vědci se totiž nyní pokusí vytvořit ještě pokročilejší strukturu, která by měla lepší vlastnosti jak z pohledu ztráty energie procházejícího světla, tak i velikosti.

Do budoucna lze s touto konstrukcí počítat i u těch nejmenších zařízení, jako jsou mobilní telefony, chytré hodinky a podobně. Kdy to ale bude, je zatím těžké odhadnout. V nedávném článku jsem vás informovali, že Intel už u 7nm čipů nahradí křemík jiným materiálem, což je velká změna, která nenastala několik desítek let. S příchodem limitů klasické konstrukce s elektrony lze tak očekávat další větší změny. Například HP s The Machine bude optické spojení využívat ve větším měřítku i uvnitř jednoho stroje, takže by se měl přechod doufejme trochu urychlit.

Diskuze (2) Další článek: Acer uvede velký a levný 15,6palcový Chromebook 15 s Broadwellem

Témata článku: Technologie, Superpočítače, Optické spojení, Klasické hodinky, UCF, Nový, Elektron, Optický přenos, První nasazení, Krystal, Budoucí superpočítač, Způsob, Kabelové spojení, Svět, Trojrozměrný objekt, Směr

Určitě si přečtěte


Aktuální číslo časopisu Computer

Jak vznikají filmové efekty

Test ATX skříní a externích disků

Znáte svá práva při reklamaci?

Průvodce první instalací NASu