ساخت اولین تراشه فوتونی قابل برنامه‌ریزی جهان

به گزارش راهبرد معاصر؛ پژوهشگران آزمایشگاه تحقیقاتی فوتونیک، دانشگاه پلی تکنیک والنسیا و شرکت خصوصی آیپرونیکس (iPronics) اولین تراشه فوتونیک قابل برنامه‌ریزی و چند منظوره جهان را توسعه داده‌اند.

به نقل از آی‌ای، انتظار می‌رود این اختراع گامی انقلابی برای ارتباطات راه دور و مراکز داده در بخش فناوری سیستم‌های هوش مصنوعی باشد.

افزایش کاربرد‌های هوش مصنوعی در سال‌های اخیر منجر به تقاضای بیشتر برای تراشه‌های قدرتمندتر شده است که بتواند مدل‌های هوش مصنوعی آینده را آموزش دهد و اجرا کند. حتی با ادامه ساخت تراشه‌های کوچک‌تر و سریع‌تر نیز محدودیت‌های فناوری رایانش مبتنی بر الکترونیک آشکار است.

در تراشه‌های الکترونیکی، شار الکترون از اجزایی مانند مقاومت، خازن، ترانزیستور و ... عبور می‌کند و به عنوان محصول جانبی، گرما تولید می‌کند. برای برنامه‌های کاربردی مبتنی بر هوش مصنوعی و مراکز داده، تراشه‌ها در مقیاس بزرگ مونتاژ می‌شوند و مقادیر زیادی گرما تولید می‌کنند. این نیاز به قدرت بیشتری در زیرساخت‌های خنک کننده دارد که کل تاسیسات را ناکارآمد می‌کند.

تراشه فوتونیک چیست؟

یک تراشه فوتونیک بسیار شبیه به یک تراشه مبتنی بر سیلیکون است، اما به جای الکترون از فوتون یا نور برای پردازش اطلاعات استفاده می‌کند.

یک تراشه فوتونی برای تسهیل تغییر در پردازش اطلاعات از اجزای نوری مانند موج‌بَرها، لیزر‌ها و پلاریزر‌ها به جای قطعات الکترونیکی مانند مقاومت‌ها یا ترانزیستور‌ها برای پردازش اطلاعات استفاده می‌کند. چنین رویکردی به تراشه‌ها اجازه می‌دهد تا در حین پردازش اطلاعات سریع‌تر و با اثرات حرارتی کم، کوچک‌تر شوند.

این فناوری را می‌توان به راحتی مقیاس‌بندی و در جریان‌های پردازش داده‌های موجود ادغام کرد و آن را به پیشنهادی جذاب در زمینه رایانش تبدیل کرد.

اولین تراشه فوتونیک چند منظوره جهان

پژوهشگران اکنون با بودجه تامین شده از سوی شورای تحقیقات اروپا، یک تراشه انقلابی ساخته‌اند که امکان برنامه‌ریزی بر اساس تقاضا را فراهم می‌کند و بخش‌های بی‌سیم و فوتونیک را به طور یکپارچه به هم متصل می‌کند.

این رویکرد، گلوگاه‌های چالشی را که می‌توانند ایجاد شوند، حذف می‌کند و ظرفیت و پهنای باند تراشه را بهبود می‌بخشد.

خوزه کاپمانی، استاد ارتباطات نوری در دانشگاه والنسیا می‌گوید: این اولین تراشه در جهان با این ویژگی‌ها است که می‌تواند ۱۲ قابلیت اساسی مورد نیاز این سیستم‌ها را پیاده‌سازی کند و در صورت نیاز برنامه‌ریزی شود، بنابراین کارایی مدار افزایش می‌یابد.

کاربرد‌هایی مانند ۵ G یا وسایل نقلیه خودران به فرکانس بالاتری نیاز دارند و بنابراین نیاز به کاهش بیشتر اندازه آنتن‌ها و مدار‌های مجتمع دارند. تیم کاپمانی قبلاً روی این پروژه کار کرده است و چندین مؤلفه را با موفقیت طراحی کرده است.

این تیم در یک بیانیه مطبوعاتی اعلام کرد که یک تراشه رابط توسعه داده است، مبدلی که پشت آنتن قرار می‌گیرد و تا حد ممکن کوچک و فشرده است، در حالی که هم از باند‌های فرکانسی که در حال حاضر استفاده می‌شود و هم از آن‌هایی که در آینده استفاده خواهند شد، پشتیبانی می‌کند.

شرکت آیپرونیکس این تراشه را در یکی از محصولات خود یعنی پردازنده اسمارت‌لایت (Smartlight) که شرکت وودافون (Vodafone) در حال آزمایش آن است، ادغام کرده است.

دانیل پرز لوپز یکی از بنیان‌گذاران و مدیر ارشد فناوری این شرکت می‌گوید: برای ما، توسعه این تراشه یک گام بسیار مهم است، زیرا این امکان را به ما داده است که برای یک مشکل رو به رشد که مدیریت کارآمد جریان داده در مراکز داده و شبکه‌های سیستم‌های رایانش هوش مصنوعی است، چاره اندیشی کنیم.

وی افزود: هدف بعدی ما این است که این تراشه را برای پاسخگویی به نیاز‌های این بخش از بازار، تولید انبوه کنیم.

یافته‌های این پژوهش در مجله Nature Communications منتشر شده است. / ایسنا