Světlo v procesorech

Světelný paprsek má ve srovnání s tokem elektronů řadu výhod. Z hlediska možného využití v procesorech však dopos...


Světelný paprsek má ve srovnání s tokem elektronů řadu výhod. Z hlediska
možného využití v procesorech však doposud převažují rovněž tak četné nevýhody,
z nichž nejvýznamnější je pravděpodobně výrobní náročnost potřebných komponent.
Pokud se však podaří vyřešit problém výroby miniaturizovaných zdrojů, vodičů a
přepínačů světla, mohly by se fotony stát nástupci elektronů.
Prvním krokem na cestě ke světelným počítačům by v horizontu několika příštích
let mohlo být zavedení světlovodů propojujících jednotlivé komponenty. Protože
světlo může dobře šířit i vzduchem, některé spoje ani žádné vodiče potřebovat
nebudou.
V současnosti k tomuto účelu slouží kovové vodiče, jejichž fyzikální vlastnosti
omezují celkový výkon počítače. S tím, jak se zvyšuje hustota tranzistorů na
čtvereční milimetr, roste i počet spojů mezi nimi. I když se vědcům daří
snižovat energetickou náročnost integrovaných obvodů, celkové tepelné ztráty
způsobené odporem vodičů se neustále zvyšují. Chlazení kapalinou nebo dokonce
kapalným dusíkem neřeší příčinu, ale pouze důsledek. V případě využití
optických spojů je možno nejen zrychlit průtok dat, ale také zvýšit kapacitu
jednoho vodiče. Světelné signály je totiž možno vysílat v různých frekvencích,
které se v rámci jedné přenosové trasy vzájemně nijak neruší.
Přenášet světlo tedy příliš velký problém není. Mnohem obtížnější je však
integrovat přímo do obvodu jeho zdroj laser. Pokud nemají vzrůst výrobní
náklady, je třeba použít základní stavební materiál integrovaných obvodů.
Křemík však není schopen generovat dostatečně silný světelný paprsek, a proto
je třeba ho nějak upravit. Výzkumníci se zaměřili dvěma směry zkoušejí jednak
přidávat nanokrystaly křemíku vyzařující viditelné světlo jako LED a jednak
přidávat ionty erbia vyzařující mimo viditelné spektrum. První technologii
zkoumají především vědci na univerzitě v italském Trentu, na erbium se zase
zaměřili v STMicroelectronics.
Existuje i celá řada dalších praktických překážek. Není například jasné, jak
bude k laserům v integrovaných obvodech přiváděn dostatek elektrického proudu.
Vědci také prozatím nevytvořili dostatečně malou a dostatečně přesnou optickou
obdobu základního prvku všech elektronických obvodů tranzistoru.









Komentáře
K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.