Выдающиеся отечественные и зарубежные учёные, внёсшие существенный вклад в развитие и становление ин...
Информация - Компьютеры, программирование
Другие материалы по предмету Компьютеры, программирование
айт всекунду. Гибрид позволит продвинуться ктерабайтам (это миллион миллионов) ипетабайтам (миллион миллиардов).
У компьютера наоснове световых проводов есть триявных преимущества. Во-первых, ничто неможет двигаться быстрее света. Во-вторых, световые фотоны невзаимодействуют друг сдругом (в отличие отэлектронов),и поэтому любое число пучков света может проходить через узкий коридор. И в-третьих, дляпрохождения света ненужно ничего только воздух.
По мнению Джулиана Динса изоптоэлектронной группы Эдинбургского университета, внедрение гибридных компьютеров может наступить гораздо быстрее, чемкажется. Большинство технологических проблем ужепреодолено, отмечает он. Надо решить лишь чисто инженерные вопросы: каксделать лазеры, линзы изеркала достаточно маленькими, надежными инедорогими, чтобы изнихможно было построить работающий компьютер .
Эволюция транзисторов иинтегральных схем 1985
Сегодня всеудовлетворены темкачеством электронных чипов, которые производит, скажем, компания Интел, ноузким местом стало ихсоединение. Проблема состоит втом, какприкрепить кмалюсенькой микросхеме несколько сотен металлических проводов. Оптических жевыводов может быть много тысяч, причем выходить онимогут совсех сторон микросхемы. Одно этоусовершенствование может повысить быстродействие современных вычислительных машин внесколько десятков, атоисотен раз, иприблизиться квожделенному терабайту в секунду. Подобный рост возможных соединений позволит развивать новые сетевые структуры компьютеров типа нейронных сетей ипараллельных процессоров.
Как подмечает Эндрю Кирк изфотонной группы канадского университета Макгилл, компьютерная индустрия словно проснулась иобнаружила наличие методов оптики свободного пространства. На первом этапе свет будет использоваться длясвязи между электронными чинами, новперспективе онможет забраться ивнутрь нихсамих когда перемещение электронов станет слишком медленным длявозросших скоростей счета.
Проблема большого числа соединений неотъемлемая черта любого компьютера. Процессоры, элементы памяти, клавиатура, терминал идругие егочасти постоянно обмениваются информацией. Быстродействие процессоров постоянно растет, увеличиваются иеепотоки. А инженеры знают, чтоприпересылке нулей иединиц быстрее некоторого предела онипросто начинают сливаться друг сдругом. Кроме того, увеличение потоков приводит ктому, чтопровода начинают работать какантенны излучать электромагнитные волны ивлиять насоседей . Приходится ихтщательно экранировать, аэтоувеличивает ихтолщину истоимость. С другой стороны, стремление подвести кпроцессору всебольше ибольше проводов-соединений заставляет делать ихвсеболее тонкими. Но чемтоньше провод, тембольше егосопротивление ипотери нанагревание.
В общем, нетникаких сомнений, чтостремительное развитие компьютеров натолкнется нанепреодолимые трудности, если продолжать использовать проводные соединения. Чтобы выйти изтупика, надо обратиться ксоединениям оптическим. Идеологически всеочень просто: электронные импульсы вкомпьютерном чипе преобразуются втонкий пучок света. Есть он это1, нетего О . Поток света проходит через сеть крошечных призм илинз идостигает места назначения. А тамспециальная фотоячейка превратит еговновь вэлектрический сигнал. Главные требования коптической системе потреблять мало энергии, быть дешевой, простой икомпактной.
Эволюция транзисторов иинтегральных схем 1997
Много всего было перепробовано, вчастности, светодиоды всех типов, нооказалось, чтолучший кандидат многоквантовый источник, разновидность электрического затвора, имикроскопический лазер подназванием виксел . Оба устройства сделаны наоснове арсенида галлия, чтопозволяет производить их, каккомпьютерные чипы, поточным образом вмногослойных структурах.
Многоквантовый источник былпридуман специалистами американской лаборатории Белла вштате Нью-Джерси дляполностью оптического компьютера. Однако десятилетние исследования показали, чтоэтаидея пока невоплотима, норазработки вполне применимы вгибридном компьютере. Этот источник вафля из полупроводниковых слоев, которая может очень быстро становиться тозеркальной, томутной подвоздействием электрических сигналов. Отраженный свет этоединица, анеотраженный ноль. Кроме того, вкаждой вафле есть маленькое окошко-фотоячейка, гдепадающий свет преобразуется вэлектрический сигнал.
Первоначальной идеей было создание оптического эквивалента транзистора. Но вгибридном компьютере этиячейки облепляют процессор ислужат длянего переводчиками световых сигналов вэлектронный вид. В лаборатории ужесоздан процессор стысячью таких ячеек размером неболее 15микрон каждая. Свет наячейки поступает отвнешнего лазера, пучок которого расщепляется намножество (32 х32) маленьких пучков. Первые эксперименты стаким процессором показали, чтоонможет вводить втысячу разбольше информации, чемсовременный суперкомпьютер Крей . Осталось лишь довести опытный образец докоммерческого использования.
Разрабатывается иальтернативный вариант подобным ячейкам: крошечные твердотельные лазеры накаждом входном-выходном канале викселы . До недавнего времени такие лазеры были слишком велики, только-только ихнаучились встраивать вмногослойные полупроводниковые структуры, гдеонивыглядят, каксветящиеся окошки микронебоскреба. И вс