ขอบคุณหน่วยความจำนี้ พรุ่งนี้พีซีของเราจะบันทึกข้อมูลของเราด้วยความเร็วแสง

เมื่ออยู่ใกล้เท้าหรือในมือ พีซีหรือสมาร์ทโฟนจะส่งเสียงครวญครางอย่างเงียบๆ เขาทำงานเสียเหงื่อเป็นเลือดและน้ำเพื่อไม่ให้ช้าลงแต่บางครั้งสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ก็เกิดอาการแล็กขึ้น...เป็นความผิดของใคร? ถึงจอห์น. John von Neumann และคอขวดของเขา นี่คือสิ่งที่เรียกว่าจุดผ่านข้อมูลแคบบังคับระหว่างโปรเซสเซอร์และหน่วยความจำ แม้ว่า CPU อาจจะเร็วขึ้นเรื่อยๆ แต่หน่วยความจำก็ต้องตามมาหากเราไม่ต้องการให้ข้อมูลกองรวมกันเป็นคิวเดียว ณ จุดหนึ่งเพื่อรอให้หน่วยความจำประมวลผล

ขีดจำกัดของแสง...

เพื่อแก้ไขปัญหาการอุดตันเล็กๆ น้อยๆ เหล่านี้ Harish Bhaskaran ศาสตราจารย์แห่งมหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ดและนักวิทยาศาสตร์จากทั่วโลกมีแนวคิดในการใช้แสง - โฟตอนเป็นทหารตัวเล็ก ๆ ที่ดีที่ไปในทิศทางเดียวกันชนกันและช้าลงไม่เหมือนอิเล็กตรอน ...เห็นได้ชัดว่านักวิจัยชาวอังกฤษไม่ใช่คนแรกที่หันมาใช้วิธีแก้ปัญหานี้ ซึ่งมีข้อจำกัดบางประการ ในด้านหนึ่ง จำเป็นต้องสร้างชุดประกอบที่สมบูรณ์ (ชิปลอจิก หน่วยความจำ ตัวเชื่อมต่อระหว่างกัน) โดยใช้แสงและไม่ใช่สัญญาณอิเล็กทรอนิกส์ เพื่อให้มีศักยภาพสูงสุดและหลีกเลี่ยงการเสียเวลาในการแปลงพัลส์แสงเป็นสัญญาณทั่วไป ในทางกลับกัน ความทรงจำโฟโตนิกได้รับความเดือดร้อนจากข้อบกพร่องร้ายแรง: พวกมันมีความผันผวน กล่าวอีกนัยหนึ่ง พวกเขาไม่ได้เก็บข้อมูลเมื่อไม่มีไฟฟ้าใช้อีกต่อไป

สองรัฐ ทศวรรษแห่งการอนุรักษ์

นี่เป็นประเด็นสุดท้ายที่ศาสตราจารย์ Harish Bhaskaran และทีมงานของเขาสามารถแก้ไขปัญหาได้โดยการผลิตชิปหน่วยความจำโฟโตนิกแบบไม่ลบเลือนตัวแรก เพื่อให้บรรลุเป้าหมาย พวกเขาใช้วัสดุที่ใช้ในซีดีและดีวีดีที่เขียนซ้ำได้: Ge2Sb2Te5 หรือ GST ด้วยพัลส์ไฟฟ้าหรือแสง ทำให้ GST มีสถานะต่างๆ ได้จริง เช่น ไม่มีรูปร่าง เช่น แก้ว หรือผลึก เช่น โลหะ

เพื่อให้บรรลุผลนี้ นักวิจัยจึงสร้างอุปกรณ์ที่ใช้ชั้น GST ซ้อนทับบนซิลิคอนไนไตรด์ โดยมีจุดประสงค์เพื่อนำแสงเพื่อเป็นแนวทาง เมื่อนักวิจัยส่งพัลส์แสงอันทรงพลังผ่านอุปกรณ์นี้ GST จะละลายและเย็นลงอย่างรวดเร็วจนกลายเป็นอสัณฐาน การเต้นเป็นจังหวะที่แรงน้อยกว่าเล็กน้อยจะทำให้มีสถานะเป็นผลึก

ดังนั้น สถานะเหล่านี้จะมีผลกระทบต่อวิธีที่ GST จะส่งแสง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพัลส์แสงมีความเข้มต่ำกว่าด้วยซ้ำ จากนั้นมันก็เพียงพอที่จะส่งผ่านแสงผ่าน GST เพื่อสังเกตความแตกต่างในการส่งสัญญาณนี้ สร้างสถานะของการสนับสนุน และด้วยเหตุนี้จึงอ่านข้อมูล 0 หรือ 1 ที่มีชื่อเสียง ประการแรกซึ่งมีข้อได้เปรียบอีกประการหนึ่ง GST สามารถรักษาสภาพของมันไว้ได้ ทศวรรษ

แอปพลิเคชั่นที่มีศักยภาพและบ้าคลั่งมากมาย

ยังดีกว่าด้วยการส่งความยาวคลื่นที่แตกต่างกันไปพร้อมๆ กันผ่านคำแนะนำ GST ซึ่งเป็นสิ่งที่นักวิจัยเรียกว่ามัลติเพล็กซ์ความยาวคลื่น ทีมงานของ Harish Bhaskaran สามารถอ่านและเขียนลงในหน่วยความจำได้ในเวลาเดียวกัน“ตามทฤษฎีแล้ว นี่หมายความว่าเราสามารถอ่านและเขียนบิตได้ครั้งละหลายพันบิต โดยให้แบนด์วิธที่แทบไม่จำกัด”Wolfram Pernice ศาสตราจารย์อีกคนที่เกี่ยวข้องกับการวิจัยอธิบาย

นักวิทยาศาสตร์ยังค้นพบด้วยว่าโดยการเปลี่ยนแปลงความเข้มของพัลส์ พวกมันสามารถสร้างความแปรผันระดับกลางระหว่างสถานะผลึกและอสัณฐานได้ จากนั้นเป็นต้นมา เราก็มีความจุสำหรับหลายสถานะ (รวมทั้งหมด 8 ชุด) ซึ่งอาจทำให้หน่วยหน่วยความจำมีข้อมูลเกินไบนารี่ได้ เช่น 0 หรือ 1 หน่วยความจำเพียงบิตเดียวสามารถจัดเก็บหลายสถานะ หรือแม้แต่คำนวณแทนได้ โปรเซสเซอร์“เป็นฟังก์ชันใหม่ที่สมบูรณ์ซึ่งทำได้โดยใช้วัสดุที่มีอยู่และผ่านการพิสูจน์แล้ว”ศาสตราจารย์ Harish Bhaskaran ผู้กระตือรือร้นอธิบายว่า:“บิตออปติคัลเหล่านี้สามารถเขียนได้ที่ความถี่สูงถึง 1 GHz และสามารถให้แบนด์วิดธ์มหาศาลได้เขาพูดก่อนที่จะโทรกลับ"นี่คือพื้นที่จัดเก็บข้อมูลความเร็วสูงที่คอมพิวเตอร์ต้องการ"-

อนาคตอันใกล้และไกล…

เห็นได้ชัดว่ายังคงมีคำถามเกี่ยวกับการเชื่อมต่อระหว่างอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลนี้กับส่วนประกอบของเครื่องที่ใช้สัญญาณไฟฟ้า นี่คือความท้าทายใหม่ที่ทีมของ Harish Bhaskaran เผชิญ พวกเขาต้องการพัฒนาการเชื่อมต่อโครงข่ายไฟฟ้าและแสงซึ่งจะช่วยให้หน่วยความจำนี้เชื่อมต่อโดยตรงกับส่วนประกอบอื่น ๆ โดยใช้แสง ท้ายที่สุดแล้ว สำหรับ Harish Bhaskaran หากหน่วยความจำโฟโตนิกขั้นสูง (ที่มีความหนาแน่นในการจัดเก็บข้อมูลมากกว่า) สามารถบูรณาการและเชื่อมต่อกับชุดตรรกะโฟโตนิกได้เช่นกัน ชิปที่ได้อาจเร็วกว่า "โปรเซสเซอร์ปัจจุบัน" ถึง 50 ถึง 100 เท่า ถึงเวลาของจอห์น ฟอน นอยมันน์

แหล่งที่มา :
มหาวิทยาลัยอ๊อกซฟอร์ด

🔴 เพื่อไม่พลาดข่าวสาร 01net ติดตามเราได้ที่Google ข่าวสารetวอทส์แอพพ์-