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.

Témata článku: Technologie, Superpočítače, Krystal, Elektron, Jiná velikost

2 komentáře

Nejnovější komentáře

  • dolph1888 21. 3. 2015 16:24:39
    Když koukám na ten řez tak vidím opravdu nejen krystal pro procesy, ale i...
Určitě si přečtěte

Jak vybrat monitor k počítači: nenechte se zlákat nepodstatnými parametry

Jak vybrat monitor k počítači: nenechte se zlákat nepodstatnými parametry

** Na jaké parametry se zaměřit a kde vás výrobci chtějí nachytat ** Monitory se stále více specifikují pro konkrétní určení ** Náročný hráč nebo profesionální grafik mají různé požadavky

20.  6.  2017 | Tomáš Holčík | 32

Dlouhodobý test HTC Vive: co vám recenze o virtuální realitě neřeknou

Dlouhodobý test HTC Vive: co vám recenze o virtuální realitě neřeknou

** Ani hry se sebelepší grafikou vás nevtáhnou tolik, jako ve virtuální realitě ** Pro sledování filmů není VR ani zdaleka ideální ** I první generace je skvělá, stále však působí jako prototyp

20.  6.  2017 | Stanislav Janů | 22

Pojďme programovat elektroniku: Postavíme si titěrnou Wi-Fi meteostanici s lepším teploměrem než Netatmo

Pojďme programovat elektroniku: Postavíme si titěrnou Wi-Fi meteostanici s lepším teploměrem než Netatmo

** Dnes se podíváme na maličkou Wi-Fi destičku Wemos D1 mini ** A připojíme k ní barometrický a teplotní shield ** Poběží na ní web a nabídne i JSON API

18.  6.  2017 | Jakub Čížek | 28

Jak unikají informace o nových iPhonech? Třeba podprsenkami čínských pracovnic

Jak unikají informace o nových iPhonech? Třeba podprsenkami čínských pracovnic

** Na černém trhu mohou zaměstnanci továren za kradené součástky inkasovat částku ve výši ročního platu ** Velké množství informací je vyneseno i z centrály Applu ** Díly jsou pašovány v botách, podprsenkách i odpadem

21.  6.  2017 | Stanislav Janů | 24


Aktuální číslo časopisu Computer

Bojujeme proti Fake News

Dva velké testy: fotoaparáty a NASy

Co musíte vědět o změně evropského roamingu

Radíme s výběrem základní desky