پژوهشگران موسسه فناوری ماساچوست (MIT) موفق به توسعه روشی ارزان‌تر، سریع‌تر و کارآمدتر برای اتصال تراشه‌های رایانه‌ای به نام فوتونیک که از نور استفاده می‌کنند به تراشه‌های سنتی که از برق استفاده می‌کنند، شده‌اند. این فناوری می‌تواند کلید ساخت نسل بعدی رایانه‌ها و سیستم‌های ارتباطی باشد که در آن نور و برق به‌طور همزمان برای مدیریت حجم عظیمی از داده‌ها با کارایی بیشتر به کار می‌روند.

با رشد دنیای دیجیتال، نیاز به فناوری‌های سریع‌تر و کم‌مصرف‌تر نیز افزایش می‌یابد. هر ساله، از دستگاه‌های بیشتری - از تلفن‌ها و واحدهای GPS گرفته تا گجت‌های هوشمند - استفاده می‌کنیم که همه آنها به فضای ابری متصل می‌شوند و داده تولید می‌کنند.

لیونل کیمرلینگ از موسسه فناوری ماساچوست (MIT) گفت: ترافیک داده‌ها هر ۱۰ سال هزار برابر می‌شود اما نمی‌توانیم برای همگام شدن با این روند، همچنان به مصرف انرژی بیشتر و بیشتر ادامه دهیم، بنابراین باید به فناوری‌های هوشمندتری روی آورد که بتوانند داده‌ها را با مصرف انرژی کمتری جابجا کنند.

فوتونیک که جابجایی داده‌ها را با استفاده از نور به جای برق امکان‌پذیر می‌سازد، در این زمینه نقش کلیدی ایفا می‌کند. ایده این است که الکترونیک محاسبات را انجام دهد در حالی که فوتونیک ارتباطات را بر عهده می‌گیرد اما ترکیب این دو نوع تراشه در یک بسته واحد به دلیل نیاز به هم‌ترازی بسیار دقیق (تقریبا تا یک میلیونیم متر)، چالش‌برانگیز است. در حال حاضر، این هم‌ترازی به صورت تک به تک با استفاده از لیزر انجام می‌شود که کند و پرهزینه است.

برای حل این مشکل، گروه FUTUR-IC  موسسه فناوری ماساچوست به رهبری آنو آگاروال، دستگاه جدیدی به نام «کوپلر ناپایدار» را توسعه داده‌اند. این کوپلر، اتصال تراشه‌های فوتونی به تراشه‌های الکترونیکی را آسان‌تر می‌کند. کوپلرهای سنتی فقط در یک نقطه کوچک به هم متصل می‌شوند که هم‌ترازی را بسیار دشوار می‌کند. با این حال، کوپلر جدید در امتداد مسیر طولانی‌تر متصل می‌شود، به این ترتیب، ماشین‌ها می‌توانند تراشه‌ها را به‌طور خودکار و بدون نیاز به لیزر برای آزمایش هر اتصال، به هم متصل کنند.

این کوپلر همچنین به نور اجازه می‌دهد تا به صورت عمودی بین لایه‌های تراشه حرکت کند که پیشرفت بزرگ است زیرا نور برخلاف الکتریسیته، از چرخش‌های سریع اجتناب می‌کند. این قابلیت به ایجاد دستگاه‌های جمع و جور و با کارایی بالا کمک می‌کند که فضا و انرژی کمتری را هدر می‌دهند.

درو ونینگر، دانشجوی فارغ‌التحصیل موسسه فناوری ماساچوست در این پروژه اظهار کرد که این طراحی جدید می‌تواند به صنعت تراشه کمک کند تا با تقاضای رو به رشد داده‌ها همگام شود و در عین حال انرژی کمتری مصرف کند.

این کوپلر جدید با تجهیزاتی که در حال حاضر در کارخانه‌های الکترونیک استفاده می‌شوند قابل ساخت است که این امر هزینه‌ها را کاهش می‌دهد و آن را به راه‌حل عملی تبدیل می‌کند. به‌طور خلاصه، این پیشرفت ما را به کمک قدرت نور به رایانه‌ها و مراکز داده‌ای که نه فقط سریع‌تر بلکه سبزتر نیز هستند، نزدیک‌تر می‌کند.

نتایج این پژوهش در نشریه «مواد مهندسی پیشرفته» (Advanced Engineering Materials) منتشر شده و توسط MIT.nano و کنسرسیوم بسته‌بندی الکترونیکی-فوتونی دانشگاه ماساچوست پشتیبانی می‌شود.

انتهای پیام