الرئيسية - المساحة الإخبارية - إطلاق أول شريحة سليكونية تعتمد على الضوء بدلاً من الأسلاك النحاسية!

إطلاق أول شريحة سليكونية تعتمد على الضوء بدلاً من الأسلاك النحاسية!

تعتبر الأنظمة السليكونية الفوتونية (الضوئية) أحد أكثر التقنيات الواعدة بمجال تحسين الشرائح الإلكترونية من حيث استهلاك الطاقة وتوسيع مجال الحزمة Bandwidth الذي تعمل عنده الشرائح الإلكترونية. ويعتمد هذا النمط من الشرائح على السليكون كوسطٍ ضوئي، ويتم إرسال وتبادل البيانات بسرعةٍ كبيرة، مع الحصول على أفضل كفاءة ممكنة لاستهلاك الطاقة، فضلاً عن انخفاض الإشعاع الحراري المرافق لعمل الشريحة، وذلك بالمقارنة مع الشرائح التقليدية التي تعتمد على الأسلاك النحاسية الدقيقة كوسيطٍ لنقل البيانات والمعطيات.

مؤخراً، ادعت شركة IBM أنها قد تمكنت من تحقيق تقدمٍ جديد بهذه التقنية عبر تمكنها من تضمين شريكةٍ سليكونية ضوئية ضمن تغليفٍ واحد، بحيث يمكن تضمينها ضمن تغليف خاص بمعالجٍ صغري.

أحد الأهداف التي يعمل عليها العديد من التقيين بمجال الحواسيب، هو الوصول لقدرةٍ معالجة حاسوبية من رتبة “إكسا فلوب ExaFlop”، وتحقيق مثل هكذا هدف والوصول لمثل هكذا حواسيب سيتطلب الحصول على مجال عرض حزمة أوسع للشرائح الإلكترونية، فضلاً عن تحقيق نسب أعلى من كفاءة استهلاك الطاقة. بالنسبة للشرائح الإلكترونية الضوئية، فإن الدراسات تشير إلى كلفة تحقيق تبادل بيانات بعرض حزمة قدره 1 غيغا بايت سيكلف 2.5 سنت أمريكي، مع استهلاك طاقةٍ قدره 1 ميللي واط. بالمقارنة مع التقنيات الحالية، فإن تحقيق نفس القيمة لعرض حزمة التبادل مع نفس استهلاك الطاقة، سيكلف 10 دولار أمريكي.

الشكل التالي يوضح الوضع الحالي والمستقبلي المتوقع للقدرات الحاسوبية وتطورها، مع أخذ بعين الاعتبار مجال الحزمة والكلفة:

SiliconPhotonics

( للمزيد حول مفهوم قدرات الحواسيب وقياسها، اقرأوا مقالنا “ما هو الفلوب؟” )

الشكل التالي يظهر الوضع الحالي للتقنيات السليكونية الضوئية، حيث تم دمج الموصل Connector على حافة اللوحة. البحث الجديد الذي قامت به شركة IBM يستهدف القيام بإزاحة المصفوفة الضوئية وجعلها ضمن حزمة وحدة المعالجة المركزية، بدون أن تكون مدمجة مع المعالج نفسه.

SiliconPhotonics2-640x400

أحد أهم الصعوبات التي في مجال بناء وتطوير الشرائح السليكونية الضوئية، هو جعل موجه الحزمة Waveguide متوافقاً مع تقنيات التصنيع الحالية، حيث تعتمد تقنيات التصنيع الحالية على وضع الجهاز مع المستقبلات على حافة اللوحة الإلكترونية. قامت شركة IBM بوصل موجه حزمة سليكوني مع آخر بوليميري، على الرغم من الفارق الكبير في حجومهما.

بكل الأحوال، وعلى الرغم من أن فكرة استخدام الضوء في الشرائح السليكونية هي فكرة ليست بالجديدة، إلا أن السبب الأساسي الذي دفع الباحثين للتطرق صوب هذا الاتجاه هو المتطلبات الكبيرة التي يحتاجها الوصول لقدراتٍ حاسوبية من رتبة “إكسا فلوب Exaflop”. فعند مثل هذه المستويات من القدرات الحاسوبية العالية (والتي لم يصل إليها أي حاسوب في الوقت الحالي) لن تكون الأسلاك النحاسية المستخدمة حالياً قادرة على تلبية متطلبات الترددات العالية وعرض المجال العالي واستهلاك الطاقة.

نجاح شركة IBM الحالي لا يعني أن المهمة قد انتهت. لا يزال هنالك الكثير لإنجازه قبل أن نشاهد الشرائح السليكونية الضوئية تدخل مجال التصنيع ضمن كمياتٍ كبيرة Mass Production. ربما من المنصف القول أن التقنية لا تزال تحتاج لحوالي 5 سنوات كي تكون جاهزة للاستغلال من قبل مصنعي الشرائح (مثل شركة إنتل)، وربما ستحتاج لـ 10 سنوات كي تحظى بالانتشار الواسع. ربما أكثر من ذلك..لا نعلم حالياً على وجه اليقين!

المصدر: Extremetech

مقالات أخرى قد تهمكم أيضاً:

للمرة الأولى: الحصول على عدة إلكترونات من فوتونٍ وحيد ضمن الغرافين

في إنجازٍ جديد: مزج الضوء على المستوى النانوي

تحقيق إنجاز جديد بمجال أقراص التخزين الكمومية

عن ماريو رحال

ماريو رحال
مهندس طبي ومدون تقني. مدير موقع عالم الإلكترون.

اضف رد

لن يتم نشر البريد الإلكتروني . الحقول المطلوبة مشار لها بـ *

*

هذا الموقع يستخدم Akismet للحدّ من التعليقات المزعجة والغير مرغوبة. تعرّف على كيفية معالجة بيانات تعليقك.

x

‎قد يُعجبك أيضاً

[هواوي ضد العالم] حظر جديد ضد قدرة الشركة على استخدام بطاقات الذواكر SD

لا يبدو أن الوضع سيتحسن بالنسبة لشركة هواوي الصينية فيما يتعلق بقرار حظر التعامل معها ...