آخرین اخبار
facebook Telegram RSS ارسال به دوستان نسخه چاپی
کد خبر : 91123
تاریخ انتشار : 21 دی 1394 11:30
تعداد بازدید : 942

تراشه های الکترونیکی جای خود را به تراشه های نوری می دهند

محققان موسسه فناوری ماساچوست (MIT) به تازگی موفق به ساخت ریزتراشه ای شده اند که به جای سیم های الکتریکی سنتی، از اتصالات نوری برای انتقال داده استفاده می کند.


TechSpot- محققان MIT به کمک محققان دانشگاه های کالیفرنیا، برکلی و کلورادو نمونه مفهومی از یک تراشه را ساخته اند که از بیش از 70 میلیون ترانزیستور و 850 قطعه نوری درست شده است که به میزان قابل ملاحظه ای از تعداد ترانزیستورهای میلیاردی یک میکروپردازنده عادی کمتر است، اما این مقدار ترانزیستور برای عملکرد مناسب یک تراشه نوری کافی است.
دانشمندان معتقدند که فناوری های همگرا ارتباطات نوری نه تنها به طور قابل ملاحظه ای سبب کاهش مصرف انرژی تراشه ها می شوند، بلکه برای افزایش ثبات در قدرت محاسبه گری ضروری هستند.
با روشن شدن این موضوع که تراشه های نوری را می توان مشابه پروسه های ساخت نیمه هادی های متداول تهیه کرد، به نظر می رسد که صنعت کامپیوتر بیش از پیش به ارتباطات نوری علاقه نشان دهد. 
راجوف رام، استاد مهندسی الکترونیک دانشگاه MIT می گوید: شما مجبور به استفاده از فیزیک و طراحی جدید برای کشف دستورالعمل ها و راهکارهای جدید برای ساخت ترانزیستورها و استفاده از آنها برای ساخت شناساگرهای نوری، تعدیل کننده های نوری، موج برها، فیلترهای نوری هستید. 
محققان در آزمایش های این ریزتراشه متوجه شدند که عملکرد ترانزیستورهای آنها از عملکرد تمام ابزارهای محاسباتی الکترونیکی ساخته شده با وسایل و امکانات مشابه، بهتر است.
تراشه های کامپیوتری به طور پیوسته اطلاعات را انتقال داده و دریافت می کنند. تراشه های امروزی دارای سرعت و عملکرد محدودی هستند. افزایش پهنای باند ارتباطات الکتریکی بین قطعات مختلف و حافظه نیازمند انرژی بیشتری است که سبب افزایش دمای عملکردی تراشه تا دماهای بسیار بالا می شود.
ارتباطات نوری در مقایسه با ارتباطات الکتریکی از لحاظ انرژی بسیار کارامدتر هستند و برخلاف ارتباطات الکتریکی، نیاز آنها به انرژی با افزایش فاصله، به صورت قابل ملاحظه ای افزایش نمی یابد. بنابراین ارتباطات نوری می توانند پردازنده هایی را که در فاصله چندمتری (به جای فواصل میکرومتری) از همدیگر قرار دارند، به همدیگر متصل کنند.
این تراشه توسط GlobalFoundries، شرکت سازنده نیمه هادی است که لایه های سیلکونی را با لایه های شیشه عایق می کند، ساخته شده است. محققان موج برها یا اجزای نوری که نور را هدایت می کنند، را روی لایه شیشه ای ساختند که روی سیلکون قرار گرفته است و در ادامه سیلیکون زیر آنها را با فرایند اچینگ حذف کردند. تفاوت در ضریب شکست نور بین سیلکون و شیشه به عبور نور از موج برها کمک می کند.
یکی از مشکلات استفاده از فرآیند های ساخت ترانزیستورها برای تولید ابزارهای نوری این است که اجزای ترانزیستور تمایل به هدایت الکتریسیته دارند و از طرفی رسانایی نیازمند حامل های بار آزاد است که تمایل به جذب ذرات نور دارند که در نهایت منجر به محدود کردن انتقال نوری می شوند. 
در یک تراشه اپتوالکترونیکی در برخی نقاط سیگنال های نوری به الکتریسیته تبدیل می شوند. همچنین تماس نور با فلز باعث تداخل مداخله در انتقال اطلاعات از طریق نوری می شود. 
پژوهشگران راهی برای قرار دادن فلز درون حلقه داخلی یک ابزار نوری پیراشکی شکل که حلقه تشدیدگر نامیده می شود، پیدا کردند. در این شیوه، فلز با نور که از اطراف حلقه خارجی تشدیدگر عبور می کند، برهمکنشی ندارد، اما هنگامی که به آن ولتاژ اعمال می شود، یا سبب بهبود خصوصیات نوری تشدیگر می شود یا اینکه تغییرات در یک سیگنال نوری حامل اطلاعات را ثبت می کنند.
در این تراشه جدید، محققان نشان دادند که آشکارسازهای نوری ساخته شده با این حلقه های تشدیدگر خیلی حساس هستند و برای انتقال یک بیت اطلاعات به میزان یک دهم دیگر تراشه های الکترونیکی نیاز به انرژی 
دارند.


نظر شما



نمایش غیر عمومی
تصویر امنیتی :