Yeni Mantık Kapıları Günümüzün Çiplerinden Milyon Kat Daha Hızlı

As Moore Yasası yavaşlamaya başlayınca, işlem hızlarındaki üstel artışı sürdürmek için yeni yollar aranıyor. Yeni araştırmalar, "ışık dalgası elektroniği" olarak bilinen egzotik bir yaklaşımın umut verici yeni bir yol olabileceğini öne sürüyor.

Bilgisayar çiplerindeki yenilikler ölmekten çok uzak olsa da, son 50 yılda alıştığımız bilgi işlem gücündeki üstel artışın olduğuna dair işaretler var. yavaşlamaya başlamak. Transistörler neredeyse atomik ölçeklere küçüldükçe, bir bilgisayar çipine daha fazla sıkıştırmak giderek zorlaşıyor ve Gordon Moore'un 1965'te ilk kez gözlemlediği eğilimin altını çiziyor: sayı her iki yılda bir kabaca ikiye katlanıyor.

Ancak işleme gücündeki eşit derecede önemli bir eğilim, çok daha önce ortadan kalktı: “Dennard ölçeklendirme,“Transistörlerin güç tüketiminin boyutlarına göre düştüğünü belirtti. Bu çok yararlı bir eğilimdi, çünkü talaşlar çok fazla güç çekerlerse hızla ısınır ve hasar görürler. Dennard ölçeklendirme, transistörlerin her seferinde shrank, güç tüketimi de arttı, bu da çipleri aşırı ısınmadan daha hızlı çalıştırmayı mümkün kıldı.

Ancak bu eğilim, çok küçük ölçeklerde mevcut sızıntının artan etkisi nedeniyle 2005'te geri döndü ve çip saat hızlarındaki üstel artış yavaşladı. Yonga üreticileri, birçok küçük işlemcinin işleri daha hızlı tamamlamak için paralel olarak çalıştığı çok çekirdekli işlemeye geçerek yanıt verdi, ancak saat hızları o zamandan beri aşağı yukarı durgun kaldı.

Ancak şimdi araştırmacılar, günümüzün çiplerinden bir milyon kat daha yüksek saat hızlarına izin verebilecek bir teknolojinin temellerini gösterdiler. Yaklaşım, ultra hızlı patlamayı ortaya çıkarmak için lazerlerin kullanılmasına dayanır.s ve tüm bilgisayarların temel yapı taşı olan şimdiye kadarki en hızlı mantık geçidini oluşturmak için kullanılmıştır.

"Işık dalgası elektroniği" denen şey, iletken malzemelerdeki elektronları uyarmak için lazer ışığının kullanılmasının mümkün olduğu gerçeğine dayanır. Araştırmacılar, ultra hızlı lazer darbelerinin femtosaniye zaman ölçeklerinde (saniyenin milyarda birinin milyonda biri) akım patlamaları üretebildiğini zaten göstermişti.

Onlarla faydalı bir şey yapmanın daha zor olduğu kanıtlandı, ancak kağıt Tabiat, araştırmacılar, bu fenomeni bilgi işleme için kullanmanın bir yolunu tasarlamak için teorik çalışmalar ve deneysel çalışmaların bir kombinasyonunu kullandılar.

Ekip, ultra hızlı lazerlerini iki altın elektrot arasına gerilmiş bir grafen tele ateşlediğinde, iki farklı türde akım üretti. Işık tarafından uyarılan elektronlardan bazıları, ışık kapatıldıktan sonra belirli bir yönde hareket etmeye devam ederken, diğerleri weyeniden geçici ve wesadece hareket halindeyken ışık waoğul. Araştırmacılar, lazer darbelerinin şeklini değiştirerek yaratılan akımın türünü kontrol edebileceklerini buldular. daha sonra mantık kapılarının temeli olarak kullanıldı.

Mantık kapıları, 1 veya 0 olmak üzere iki girdi alarak ve bunları işleyerek ve tek bir çıktı sağlayarak çalışır. Kesin işleme kuralları, onları uygulayan mantık geçidinin türüne bağlıdır, ancak örneğin bir AND geçidi, her iki girişi de 1 ise yalnızca 1 çıkışı verir, aksi takdirde 0 verir.

Araştırmacıların yeni şemasında, mantık geçidine girdi olarak hareket eden geçici veya kalıcı akımların patlamalarını oluşturmak için iki senkronize lazer kullanılıyor. Bu akımlar, çıkış olarak 1 veya 0'ın eşdeğerini sağlamak için birbirini toplayabilir veya iptal edebilir.

Ve lazer darbelerinin aşırı hızları nedeniyle, ortaya çıkan geçit, günümüzün en hızlı bilgisayar çiplerinin yönetebildiği gigahertz hızlarından bir milyon kat daha hızlı olan petahertz'deki hızlarda çalışabilir.

Açıkçası, kurulum, geleneksel mantık kapıları için kullanılan basit transistör düzenlemesinden çok daha büyük ve daha karmaşıktır ve onu pratik çipler yapmak için gereken ölçeklere küçültmek muazzam bir görev olacaktır.

Ancak petahertz hesaplama yakın zamanda köşede değilken, yeni araştırma, ışık dalgası elektroniğinin geleceği keşfetmek için umut verici ve güçlü yeni bir yol olabileceğini gösteriyor. bilgisayar.

İmaj Kredisi: Rochester Üniversitesi / Michael Osadciw

• Akıllı para. Avrupa'nın En İyi Bitcoin ve Kripto Borsası.
• Plato blok zinciri. Web3 Metaverse Zekası. Bilgi Güçlendirildi. SERBEST ERİŞİM.
• KriptoHawk. Altcoin Radarı. Ücretsiz deneme.
• Kaynak: https://singularityhub.com/2022/05/23/new-logic-gates-are-a-million-times-faster-than-todays-chips/