اگه بهت بگم یه چیپ کوچیک و نازک‌تر از یه تار مو اختراع کردن که می‌تونه سرعت اینترنت و انتقال دیتا رو متحول کنه، باورت میشه؟ قضیه اینه که دانشمندای دانشگاه لاوال کانادا (Université Laval) یه چیپ اپتیکی ساختن که واقعاً ترکونده: این قطعه کوچولو می‌تونه با سرعت ۱۰۰۰ گیگابیت بر ثانیه (Gbps) دیتا رو منتقل کنه! فقط تصور کن: اونقدری دیتا که معادل صد میلیون کتاب میشه رو تو کمتر از هفت دقیقه جابجا می‌کنه، یعنی اندازه زمانی که می‌ری یه قهوه برای خودت دم می‌کنی!
اکثر چیپ‌هایی که ما الان داریم، برقی هستن و با الکترون کار می‌کنن. اما داستان این چیپ فرق داره؛ این یکی با نور کارشو راه می‌ندازه. اپتیکی بودن یعنی اصلاً دیگه انتقال دیتا با برق نیست، همه‌چی نور و فوتون و لیزر و این داستاناس. نور، دیتا رو با سرعت خیره‌کننده‌ای منتقل می‌کنه و انرژی خیلی کمتری هم مصرف میشه، که خب برای مراکز داده شلوغ و پرمصرف (مثلاً همون Data Centerها که همه چی توش پردازش میشه) عالیه.
اصلاً هدف اصلی تیم تحقیقاتی مرکز نور و فوتونیک و لیزر (Centre for Optics, Photonics and Lasers یا به اختصار COPL) دانشگاه لاوال این بود که یه راه حل کم‌مصرف برای سیستم‌هایی مثل هوش مصنوعی بخصوص ChatGPT پیدا کنن. سیستم‌هایی مثل اینا به انرژی خیلی بالایی نیاز دارن چون حجم دیتاهایی که بین سرورها جا‌به‌جا میشه وحشتناکه.
حالا نکته باحال‌ترش اینه که این چیپ با مصرف فقط چهار ژول انرژی (دقت کن: ژول یه واحد اندازه‌گیری انرژیه، مثلاً ۴ ژول اندازه انرژیه که لازمه یه سی‌سی آب رو یه درجه سانتی‌گراد گرم کنی!) می‌تونه این سرعت خفن رو ارائه بده. یعنی انگار با کمترین مصرف برق، بیشترین کارو انجام میده.
قضیه به این سادگیا نیست که فقط نور رو منتقل کنی. این چیپ از چیزی به اسم microring modulator استفاده می‌کنه. حالا این یعنی چی؟ Microring modulator در اصل حلقه‌های سیلیکنی ریزی هستن که نور رو طوری تغییر میدن (مثلاً شدت یا فازش رو تنظیم می‌کنن) که بشه روش دیتا مخابره کرد. تو این چیپ دوتا جفت از این حلقه‌ها هست: یکی برای تنظیم شدت نور (یعنی روشنایی)، یکی دیگه برای تنظیم فاز نور (فاز یعنی جابجایی یا تأخیر موج نور، یه تکنیک جالب برای رمزگذاری بیش‌تر دیتا).
حالا این روش باعث شده دیتا رو تو دو تا کانال مختلف، همزمان و با حجم بالا انتقال بدن، اونم تو یه چیپ قشنگ کوچولو! ایراد بزرگ چیپای قبلی این بود که فقط با شدت نور کار می‌کردن. اما تیم دانشگاه لاوال فاز رو هم وارد بازی کردن، یعنی یه بُعد دیگه به انتقال داده دادن و همین باعث شده عملکرد چیپ چند برابر قوی‌تر بشه.
علیرضا گراوند، دانشجوی دکترای دانشگاه لاوال و نفر اول تیم تحقیقاتی، گفته که: «ما از سرعت ۵۶ گیگابیت بر ثانیه (حداکثر سرعت سیستم‌های فعلی) به یه دفعه پریدیم رو ۱۰۰۰ گیگابیت بر ثانیه!» خودت حساب کن چقدر جهش عجیب و غریبیه. تازه گراوند تاکید کرده که قبول دارم سرعتش مهمه، ولی از اون مهم‌تر مصرف پایین انرژیشه که این چیپ رو بی‌نظیر می‌کنه.
برای اینکه بهتر تصور کنی چه تغییری ایجاد میشه، فکر کن تو مراکز دیتای فعلی هزاران پردازنده (Processor، یعنی واحد پردازش مرکزی که کامپیوترها باهاش کار می‌کنن!) باید دائماً باهم حرف بزنن، اونم اغلب تو مسیرهای طولانی. کل این سیستم می‌تونه چند کیلومتر طول بکشه و انرژی‌ای که مصرف میشه خیلی واضحه که سر به فلک می‌کشه! اما با این چیپ جدید، انگار همه پردازنده‌ها فقط چند متر از هم دورن و ارتباطشون سریع و راحت برقرار میشه. دقیقاً همین قابلیت هم نیاز به انرژی رو پایین میاره و هم باعث میشه هوش مصنوعی خیلی سریع‌تر و مقرون‌به‌صرفه‌تر بشه.
البته فعلاً این فناوری توی آزمایشگاهه، یعنی هنوز تجاری نشده. اما خبر خوب اینه شرکت‌هایی مثل Nvidia (انویدیا، یکی از بزرگ‌ترین شرکت‌های تولیدکننده چیپ‌های گرافیکی و پردازشی دنیاست) همین الانم دارن از microring modulator استفاده می‌کنن، فقط هنوز رو شدت نور کار می‌کنن، نه فاز. دستاورد بچه‌های لاوال اینه که یه دنده جدید به ماشین اضافه کردن و راه رو برای نسل بعدی هوش مصنوعی و انتقال دیتا باز گذاشتن.
به نقل از خود گراوند، ده سال پیش پایه این تکنولوژی رو توی آزمایشگاه گذاشتن و حالا دارن مرحله بعدی‌شو پیش میبرن. احتمالاً تا چند سال دیگه این نوآوری وارد دنیای واقعی میشه. مقاله‌ای هم که نوشتن تو ژورنال معروف Nature Photonics چاپ شده (Nature Photonics یعنی یکی از معتبرترین مجلات علمی تو زمینه فوتونیک و اپتیک).
خلاصه، چیپ باریک‌تر از مو رو باید جدی گرفت! اگه فردا پس‌فردا دیدی ایمیل‌ها و فیلمات تو چشم به هم زدن منتقل شد یا هوش مصنوعی مثل جت جواب داد، بدون ریشه‌ش الان توی همین اخبار برشه!
منبع: +
