نئے لاجک گیٹس آج کے چپس سے ملین گنا تیز ہیں۔

As مور کے قانون سست ہونا شروع ہو جاتا ہے، پروسیسنگ کی رفتار میں تیزی سے اضافے کو جاری رکھنے کے لیے نئے طریقوں کی تلاش جاری ہے۔ نئی تحقیق سے پتہ چلتا ہے کہ "لائٹ ویو الیکٹرانکس" کے نام سے جانا جاتا ایک غیر ملکی نقطہ نظر ایک امید افزا نیا راستہ ہوسکتا ہے۔

اگرچہ کمپیوٹر چپس میں جدت لادنے سے بہت دور ہے، لیکن اس بات کے آثار ہیں کہ کمپیوٹنگ کی طاقت میں تیزی سے اضافہ ہم نے پچھلے 50 سالوں میں استعمال کیا ہے۔ سست ہونا شروع ہو رہا ہے. جیسا کہ ٹرانزسٹر تقریباً ایٹمی ترازو تک سکڑتے جا رہے ہیں، کمپیوٹر چپ پر مزید نچوڑنا مشکل ہوتا جا رہا ہے، اس رجحان کو کم کرتے ہوئے جسے گورڈن مور نے پہلی بار 1965 میں دیکھا تھا: کہ تعداد ہر دو سال بعد تقریباً دوگنی ہو جاتی ہے۔

لیکن پروسیسنگ پاور میں یکساں طور پر اہم رجحان بہت پہلے سے باہر نکل گیا: "ڈینارڈ اسکیلنگ," جس میں کہا گیا ہے کہ ٹرانسسٹروں کی بجلی کی کھپت ان کے سائز کے مطابق گر گئی ہے۔ یہ ایک بہت مفید رجحان تھا، کیونکہ چپس تیزی سے گرم ہو جاتی ہیں اور اگر وہ بہت زیادہ طاقت کھینچتی ہیں تو خراب ہو جاتی ہیں۔ ڈینارڈ اسکیلنگ کا مطلب یہ تھا کہ ہر بار ٹرانزسٹر shrank، اسی طرح ان کی بجلی کی کھپت بھی ہوئی، جس نے چپس کو زیادہ گرم کیے بغیر تیزی سے چلانا ممکن بنایا۔

لیکن یہ رجحان 2005 میں بہت چھوٹے پیمانے پر موجودہ رساو کے بڑھتے ہوئے اثر کی وجہ سے واپس آ گیا، اور چپ گھڑی کی شرحوں میں تیزی سے اضافہ ہوا۔ چپ میکرز نے ملٹی کور پروسیسنگ میں منتقل ہو کر جواب دیا، جہاں بہت سے چھوٹے پروسیسر تیزی سے کام مکمل کرنے کے لیے متوازی چلتے ہیں، لیکن اس کے بعد سے گھڑی کی شرحیں کم و بیش جمود کا شکار ہیں۔

اب اگرچہ، محققین نے ایک ایسی ٹیکنالوجی کی بنیادوں کا مظاہرہ کیا ہے جو گھڑی کی شرح کو آج کے چپس سے دس لاکھ گنا زیادہ کی اجازت دے سکتی ہے۔ نقطہ نظر انتہائی تیزی سے پھٹنے کے لیے لیزر کے استعمال پر انحصار کرتا ہے۔s بجلی کی ہے اور اسے اب تک کا تیز ترین لاجک گیٹ بنانے کے لیے استعمال کیا گیا ہے جو کہ تمام کمپیوٹرز کا بنیادی عمارت ہے۔

نام نہاد "لائٹ ویو الیکٹرانکس" اس حقیقت پر انحصار کرتا ہے کہ مواد کو چلانے میں الیکٹرانوں کو اکسانے کے لیے لیزر لائٹ کا استعمال ممکن ہے۔ محققین پہلے ہی یہ ثابت کر چکے ہیں کہ انتہائی تیز رفتار لیزر دالیں فیمٹوسیکنڈ ٹائم اسکیلز پر کرنٹ کے پھٹنے کے قابل ہیں - ایک سیکنڈ کے ایک اربویں حصے کا ایک ملین۔

ان کے ساتھ کوئی بھی مفید کام کرنا زیادہ مضحکہ خیز ثابت ہوا ہے، لیکن ایک میں کاغذ میں فطرت، قدرت, محققین نے نظریاتی مطالعات اور تجرباتی کام کا ایک مجموعہ استعمال کیا تاکہ معلومات کی پروسیسنگ کے لیے اس مظاہر کو استعمال کرنے کا طریقہ وضع کیا جا سکے۔

جب ٹیم نے اپنے انتہائی تیز رفتار لیزر کو دو سونے کے الیکٹروڈ کے درمیان لگے گرافین تار پر فائر کیا تو اس سے دو مختلف قسم کے کرنٹ پیدا ہوئے۔ روشنی کے بند ہونے کے بعد روشنی سے پرجوش کچھ الیکٹران ایک خاص سمت میں حرکت کرتے رہے، جبکہ دیگر weدوبارہ عارضی اور weروشنی کے دوران صرف حرکت میں رہتے ہیں۔ waپر ہے. محققین نے پایا کہ وہ اپنی لیزر دالوں کی شکل کو تبدیل کرکے پیدا ہونے والے کرنٹ کی قسم کو کنٹرول کرسکتے ہیں، جو اس کے بعد ان کے منطقی دروازے کی بنیاد کے طور پر استعمال کیا گیا۔

لاجک گیٹس دو ان پٹ لے کر کام کرتے ہیں — یا تو 1 یا 0 — ان پر کارروائی کرتے ہوئے، اور ایک ہی آؤٹ پٹ فراہم کرتے ہیں۔ درست پروسیسنگ کے اصول اس بات پر منحصر ہوتے ہیں کہ ان کو لاگو کرنے والے لاجک گیٹ کی قسم، لیکن مثال کے طور پر، ایک AND گیٹ صرف 1 کو آؤٹ پٹ کرتا ہے اگر اس کے دونوں ان پٹ 1 ہوں، بصورت دیگر یہ 0 کو آؤٹ پٹ کرتا ہے۔

محققین کی نئی اسکیم میں، دو مطابقت پذیر لیزرز کا استعمال عارضی یا مستقل کرنٹوں کے پھٹنے کے لیے کیا جاتا ہے، جو منطقی دروازے کے لیے ان پٹ کے طور پر کام کرتے ہیں۔ یہ کرنٹ یا تو ایک دوسرے کو شامل کر سکتے ہیں یا ایک دوسرے کو منسوخ کر سکتے ہیں تاکہ 1 یا 0 کے برابر آؤٹ پٹ فراہم کر سکیں۔

اور لیزر دالوں کی انتہائی رفتار کی وجہ سے، نتیجے میں پیدا ہونے والا گیٹ پیٹا ہرٹز کی رفتار سے کام کرنے کے قابل ہے، جو گیگاہرٹز کی رفتار سے دس لاکھ گنا زیادہ تیز ہے جسے آج کے تیز ترین کمپیوٹر چپس سنبھال سکتے ہیں۔

ظاہر ہے، سیٹ اپ روایتی لاجک گیٹس کے لیے استعمال ہونے والے ٹرانزسٹروں کے سادہ انتظام سے بہت بڑا اور پیچیدہ ہے، اور اسے عملی چپس بنانے کے لیے درکار ترازو تک سکڑنا ایک بہت بڑا کام ہوگا۔

لیکن جب کہ petahertz کمپیوٹنگ جلد ہی کسی بھی وقت کونے کے آس پاس نہیں ہے، نئی تحقیق سے پتہ چلتا ہے کہ لائٹ ویو الیکٹرانکس مستقبل کے لیے دریافت کرنے کے لیے ایک امید افزا اور طاقتور نئی راہ ہو سکتی ہے۔ کمپیوٹنگ.

تصویری کریڈٹ: یونیورسٹی آف روچیسٹر / مائیکل اوسادکیو

• سکے سمارٹ۔ یورپ کا بہترین بٹ کوائن اور کرپٹو ایکسچینج۔
• پلیٹو بلاک چین۔ Web3 Metaverse انٹیلی جنس۔ علم میں اضافہ۔ مفت رسائی۔
• کرپٹو ہاک۔ Altcoin ریڈار. مفت جانچ.
• ماخذ: https://singularityhub.com/2022/05/23/new-logic-gates-are-a-million-times-faster-than-todays-chips/