Что такое оптико-акустическая память и зачем она компьютеру?

Что такое оптико-акустическая память и зачем она компьютеру?

Всемирная «гонка за повышением скоростей» передачи данных в магистральных линиях связи, локальных сетях, коммуникационных каналах центров обработки данных уже в ближайшие годы может привести к «заторам» в обработке информации компьютерами главным образом вследствие неспособности запоминающих устройств (оперативной памяти) работать с высоким быстродействием.

Современные компьютеры, построенные на базе электронной техники, планируется заменить компьютерами, созданными с использованием фотонных (оптических) микросхем, и такие чипы уже разрабатываются гигантами ИТ-отрасли — IBM и Intel. Но с какого вида памятью им придется работать? — Оптическая память пока что не изобретена, и даже нет намеков на возможность создания ее в обозримом будущем. А преобразование оптических сигналов в электронные, практикуемое сегодня в некоторых оптико-электронных устройствах, будет в фотонных компьютерах не чем иным, как «шагом назад», нивелирующим все достижения в повышении производительности и снижении энергопотребления, которые может принести фотоника компьютерной технике.

Итак, насущная задача состоит в том, чтобы замедлить световые сигналы при их поступлении в оперативную память до таких скоростей, при которых она может справиться с их обработкой. Но как замедлить скорость световых сигналов, если не преобразованием их в электронные сигналы? И возможно ли подобное преобразование в сигналы какой-либо другой физической природы? — решение этой задачи недавно найдено в центре CUDOS (ARC Centre of Excellence for Ultrahigh bandwidth Devices for Optical Systems), работающем в научно-исследовательской структуре Университета Сиднея. Оно состоит в преобразовании фотонного потока в акустические колебания, иначе говоря, световых волн в звуковые, скорости распространения которых отличаются на пять порядков (300 тыс. км/час — свет и 1,2 тыс. км/час — звук).

Для выполнения такого преобразования австралийские ученые разработали первый в мире преобразователь оптической информации в акустическую, который воплотили в микрочип оптико-акустической системы (ОАС) памяти. Время хранения в нем оптических данных в виде колебаний звуковой частоты пока что не превышает 10 нс, но этого уже достаточно для работы в оперативной памяти.

Хотя ОАС замедляет скорость передачи данных при этом не происходит сужения полосы пропускания оптического сигнала, поступившего в микрочип, вследствие того, что в микрочипе генерируется множество звуковых волн различной длины.

Опытный образец микрочипа ОАС, с помощью которого ученые Университета Сиднея подтвердили в экспериментах свои теоретические изыскания, изготовлен на основе халькогенидного стекла в Центре лазерной физики Национального университета Австралии.

Преобразование света в звук в созданной ими оптико-акустической системе образно сравнивают с «преобразованием» молнии в гром. В этом природном явлении мы «чувствуем» различие в скоростях распространения света и звука.

См. также:

Share on FacebookShare on VKShare on Google+Tweet about this on Twitter

Добавить комментарий