MIT’nin yeni teknolojisi, petabit suratındaki fotonik çiplerin önünü açabilir

Modern işlemciler her geçen yıl daha yüksek hesaplama gücüne ulaşsa da bu işlemciler arasında data transferi birebir süratte gelişemiyor. Zira bugün kullanılan elektrik tabanlı kontaklar, data ölçüsü arttıkça hem daha fazla güç tüketiyor hem de performans açısından değerli bir darboğazla karşılaşıyor. Bu yüzden yarı iletken kesiminde son yılların en kıymetli araştırma alanlarından birini, veriyi elektrik yerine ışıkla taşıyan fotonik teknolojileri oluşturuyor. ABD’nin önde gelen araştırma kurumlarından olan Massachusetts Institute of Technology’den (MIT) bu hafta gelen haberler, bu alanda karşılaşılan en değerli pürüzlerden birinin aşılmak üzere olduğunu gösteriyor.

Üniversitenin FUTUR-IC araştırma programı kapsamında çalışan takım, elektronik ve fotonik çiplerin çok daha kolay formda bir araya getirilmesini sağlayabilecek yeni teknolojiler geliştirdi. Araştırmacılar, bu çalışmalar sayesinde gelecekte mikroçiplerin saniyede 1 petabitin üzerinde bilgi transfer suratına ulaşabileceğini ve bunu mevcut tahlillere kıyasla çok daha düşük güç tüketimiyle gerçekleştirebileceğini söylüyor Üstelik geliştirilen yeni bileşenlerin mevcut yarı iletken üretim altyapısıyla üretilebilecek olması da ticari kullanıma geçiş açısından değerli bir avantaj sunuyor.

Fotonik Çiplerin Önündeki En Büyük Engellerden Biri Aşılmak Üzere

Mühendisler, uzun yıllardır data transferini hızlandırmanın en tesirli yollarından birinin “co-packaged optics” ismi verilen yaklaşım olduğuna inanıyor. Bu sistemde elektronik işlemciler ile optik bağlantı bileşenleri birebir paket içerisinde bir araya getiriliyor ve bilgi elektrik sinyalleri yerine ışık kullanılarak iletiliyor. Optik bağlantı, elektriksel ilişkilere kıyasla çok daha düşük güç tükettiği için bilhassa yapay zekâ data merkezleri açısından büyük ehemmiyet taşıyor. Lakin bugüne kadar fotonik çipleri klâsik elektronik işlemcilerle birleştirmek hem teknik açıdan epeyce karmaşık hem de üretim maliyetleri sebebiyle güç bir süreçti. MIT’nin FUTUR-IC programı da tam olarak bu sorunu çözmeye odaklanıyor.

Araştırmacılar bu kapsamda Evanescent Coupler ve GRIN (Graded Index) Coupler ismini verdikleri iki yeni optik kuplör geliştirdi. Bu bileşenler, ışığın bir fotonik bileşenden başkasına çok daha verimli biçimde aktarılmasını sağlıyor. Grup ayrıyeten daha evvel Profesör Juejun Hu liderliğinde geliştirilen üçüncü bir kuplör dizaynını da bu sistemin kesimi olarak gösteriyor.

Araştırmacılara nazaran bu üç bileşen, günümüzde elektronik çipleri birbirine bağlayan lehim ilişkilerinin optik karşılığı olarak düşünülebilir. Nasıl ki elektronik çiplerde minyatür metal kontaklar elektrik sinyallerini taşıyorsa, bu yeni optik irtibatlar da ışığı fotonik bileşenler arasında aktararak gelecekte elektronik ve fotonik çiplerin çok daha kolay formda bir araya getirilmesini mümkün hâle getirebilir.

Araştırmacılar tek bir optik temas tahlili geliştirmek yerine farklı kullanım senaryolarına yönelik birden fazla tasarım üzerinde çalışıyor. Örneğin GRIN kuplör daha geniş dalga uzunluğu aralıklarını desteklediği için farklı optik sinyallerle çalışabiliyor. Evanescent kuplör ise daha kolay üretilebildiği ve daha yüksek ilişki yoğunluğu sağlayabildiği için çok sayıda optik temasın gerektiği sistemlerde avantaj sunuyor. MIT grubu, gelecekte geliştirilecek elektronik-fotonik sistemlerin farklı gereksinimlere nazaran bu tahlillerin bir arada kullanılacağını düşünüyor.

MIT’nin geliştirdiği teknolojilerin ticari eserlerde kullanılmasına şimdi vakit olsa da araştırma, yarı iletken dalının uzun yıllardır çözmeye çalıştığı en kritik sorunlardan birini aşmak için kritik bir adım olarak bedellendiriliyor. Yapay zekâ modelleri büyümeye ve data merkezlerinin güç muhtaçlığı artmaya devam ederken, elektronik ve fotonik sistemlerin verimli biçimde bir araya getirilmesi, geleceğin yüksek performanslı bilgi süreç altyapısı için en değerli teknolojik eşiklerden biri olarak görülüyor. Bu sebeple MIT’nin attığı bu adımın, sırf daha süratli çiplerin değil, birebir vakitte çok daha güç verimli yapay zekâ altyapılarının geliştirilmesine de katkı sağlayabilir.

Kaynak : Donanimhaber