قطعات| امکان ساخت کامپیوتری با سرعت نور تا سال 2020

قطعات| امکان ساخت کامپیوتری با سرعت نور تا سال 2020
کامپیوتر نوری

• 
  
• 
  
• 
  
• 
  
• 
  

شرکت فناوری بریتانیایی Optalysis اعلام کرده که در نظر دارد یک ابر کامپیوتر رویایی تولید کند. اگر همه چیز طبق نقشه پیش برود تا سال ۲۰۱۵ آن‌ها کامپیوتری می‌سازند که با سرعت نور پردازش می‌کند.




تکنولوژی ساخت این سوپر کامپیوتر متفاوت از تمام آن چیزی بوده که تا به امروز می‌شناختیم، Optalysys می‌خواهد با این تکنولوژی کامپیوتر رومیزی با توان پردازش اگزافلاب بسازد.
وقتی صحبت از پردازش نوری به میان می‌آید به اعداد بزرگ و محاسبات قدرتمند فکر می‌کنیم. پردازش نوری به پردازش توسط کامپیوتری گفته می‌شود که به جای الکتریسیته از پرتوی نور استفاده می‌کند. تا کنون برای توضیح پردازش نوری کامپیوترهایی را مثال می‌زدیم که به جای سیم کشی داخلی از رابط‌های نور استفاده می‌کنند. در این نوع از کامپیوترها نوعی ترانزیستور نوری به کار رفته که به جای الکترون با فوتون کار می‌کند. همچنین دستگاه‌های اپتوالکتریکی ساخته شده‌اند که ترکیبی از هر دو نوع نوری و الکتریکی هستند مانند اتصال دهنده‌های نور و ترانزیستورهای الکترونیکی. اما در کامپیوتر ابداعی Optalysys پردازش نوری معنای کاملا متفاوتی می‌دهد. برای این‌که به خوبی متوجه نحوه‌ی کار این کامپیوتر بشوید بهتر است ویدئوی زیر که در آن پروفسور هینز وولف به تشریح این تکنولوژی پرداخته را مشاهده کنید.

دانلود ویدیو​

شرح این تکنولوژی به زبان دیگر این می‌شود که یک لیزر کم قدرت از میان انبوهی از شبکه‌ی کریستال مایع عبور می‌کند. این شبکه‌ی کریستال مایع همان کاری را می‌کند که در صفحات LCD می‌بینیم یعنی با اضافه شدن الکترون به هر پیکسل اجازه‌ی خروج پرتوی لیزر از میان خود را می‌دهد. عملیاتی پیچیده به هزاران عدد از این پیکسل‌ها فرمان می‌دهد که چه زمانی روشن یا خاموش شوند. پس از عبور لیزر از میان این شبکه پرتوی نوری توسط یک گیرنده جذب می‌شود. پس از تجزیه و تحلیل پراش و تبدیلات فوریه در پرتوی نور، ضرائب ماتریس و تبدیلات فوریه با هم مخلوط می‌شوند و یک معادله‌ی پیچیده‌ی ریاضی را می‌سازند. با قرار گرفتن چند ردیف از شبکه‌های کریستال مایع پشت سر و یا موازی با هم قدرت پیچیدگی و موازی کاری کامپیوتر نوری بیشتر می‌شود. اطلاعات مفصل دیگری در این باره در وب‌سایت Optalysys وجود دارد.

دانلود ویدیو
​

گذشته از این توضیحات فنی پیچیده‌، کامپیوتر نوری Optalysys دو قابلیت عمده خواهد شد، اول مصرف ناچیز انرژی و دوم این‌که اصولا محدودیتی در حجم پردازش موازی وجود ندارد. مقایسه‌ی این تکنولوژی با پردازش بر پایه‌ی ترانزیستور درست نیست اما برای درک موضوع می‌توانید هر پیکسل کریستال مایع را یک پردازشگر کوچک در نظر بگیرید (یا حداقل یک ترانزیستور). در یک کامپیوتر معمولی نیز چند پردازش موازی انجام می‌شود اما عموما هسته‌ها و ترانزیستورها پشت سر هم پردازش را انجام می‌دهند. در کامپیوتر نوری Optalysys پرتوی لیزر از تمام پیکسل‌های شبکه‌ی کریستال مایع همزمان عبور می‌کند بنابراین پتانسیل انجام صدها، هزاران یا میلیون‌ها پردازش همزمان را خواهد داشت، البته با سرعت نور!


از نظر مصرف انرژی، هزینه‌ی نگهداری این کامپیوتر برای یک سال در حدود ۳۵۰۰ دلار خواهد بود. احتمالا این مقدار بر مبنای کامپیوتر Exascale که Optalysys معرفی کرده حساب شده است که یک سوپر کامپیوتر پر سرعت امروزی با همین توان محاسباتی هزینه‌ای بالغ بر ۲۱ میلیون دلار خواهد داشت.
Optalysys می‌گوید تکنولوژی کامپیوتر نوری‌اش در حال بررسی در ناسا است که این به معنای قرار گرفتن این کامپیوتر در مرحله‌ی تست‌های آزمایشگاهی است. آن‌ها وعده داده‌اند در ژانویه‌ی ۲۰۱۵ کامپیوتری با قدرت ۳۴۰ گیگافلاپ را آماده خواهند کرد و در ۲۰۱۷ نیز قصد ساخت ۲ محصول تجاری را دارند، یک سیستم عظیم تجزیه و تحلیل داده‌ها با قدرت ۱.۳۲ پتافلاپ که به ابرکامپیوترهای قبلی اضافه خواهد شد و یک ابر کامپیوتر حل کننده نوری مستقل که قدرتش از ۹ پتافلاب شروع خواهد شد. Optalysys بر این باور است که ابر کامپیوتر حل‌کننده‌اش بتواند به قدرت ۱۷.۱ اگزافلاپ تا سال ۲۰۲۰ دست یابد. البته این هدفی بزرگ برای تکنولوژی است که هنوز کارایی‌اش را اثبات نکرده اما اگر نگاهی به گذشته داشته باشیم و قدرت کامپیوترهای کنونی را با اجدادشان مقایسه بکنیم، قبول می‌کنیم که کاری انجام شدنی است!








منبع: زومیت
​