در واقع، در سال 2015، محققان از سه دانشگاه آمریکایی یک تراشه فوتونی را ایجاد کردند که می تواند نور را برای انتقال اطلاعات استفاده کند، که به طور قابل توجهی سریعتر از تراشه های قبلی است و مصرف انرژی نیز بسیار کاهش می یابد. پردازنده بالغ که از داده های نور استفاده می کند. تراشه می تواند داده ها را با سرعت 300 گیگابیت در ثانیه در هر میلی متر مربع، 10 بار یا حتی 50 بار سریعتر از پردازنده های استاندارد استاندارد پردازش کند. محققان از 70 میلیون ترانزیستور و 850 عنصر فوتونی استفاده می کنند. برای ارسال و دریافت نور استفاده می شود که شامل 2 هسته پردازنده می باشد. کل تراشه تنها 3 × 6 میلی متر است.
در 1940s، به عنوان اتاق کامپیوتر بزرگ و با کامپیوتر امروز زمانی که کامپیوتر است بسیار متفاوت بوده است، اما راه آنها انتقال داده است همان، سیگنال های الکترونیکی در خط فلز منتقل می شود. اینتل IBM و سایر شرکت های تراشه در حال مطالعه فوتونیک سیلیکونی (فوتونیک سیلیکونی)، اما واقعا تجاری استفاده نمی شود. دانشگاه برکلی از دانشگاه کلرادو، موسسه تکنولوژی ماساچوست، بولدر پردیس دانشگاه از محققان کلرادو اولین تراشه فوتونی را توسعه داده اند دستیابی به موفقیت بزرگ است، آنها پیش بینی است که تا سال 2017 اولین نسخه تجاری از آزمون می توان به پردازنده نور است.
در رایانه های امروز و تلفن های هوشمند، سیگنال های الکتریکی در سیم ها، پردازنده ها، حافظه ها، شبکه ها، دستگاه های ذخیره سازی، رابط های USB و غیره انتقال می یابند. فیبرهای نوری برای ارتباط بین کشورها و کشورها استفاده می شوند. داده ها، اما هزینه آن بسیار گران است
محققان آمریکایی امیدوارند که این تغییر را انجام دهند.آنها قطعات الکترونیکی را مستقیما بر روی تراشه نصب می کنند و از آن برای انتقال و دریافت سیگنال های نور استفاده می کنند. هر دو از تجهیزات تولید تراشه و اجزای سیلیکون می توانند به این طریق تولید شوند. این می تواند به راحتی به زیرساخت های محاسباتی گسترش یابد.
محققان یک نمونه اولیه در محصول اتاق آزمایشگاه تولید کرده اند، اگر محصول می توانید وارد بازار، مصرف کنندگان تا حد زیادی از مرکز داده ها بهره مند خواهد شد به نصب ده ها هزار نفر از سرور، فن آوری فوتونیک سیلیکونی می توانید سرعت محاسبات ؛. رایانه های شخصی و گوشی های هوشمند افزایش ، فوتونیک سیلیکونی می توانید تنگنا عملکرد بدون فدا کردن عمر باتری صنعت محاسباتی امروزه یک مشکل شایع مواجه است شکستن: می توانید تراشه سریعتر عملیات را ندارد، فوتونیک سیلیکونی هیچ چنین مشکل به حال، آن را عملیات تراشه نیاز ندارد سریعتر. برعکس، محققان اجازه می دهند تراشه های سیلیکونی اطلاعات را همیشه منتقل کرده و بیکار نباشند، به طوری که به طور موثر عملکرد کلی را بهبود بخشد.
استادیار مسئول توسعه تراشه ولادیمیر استویانویچ گفت که توسعه اولین تراشه نوری می تواند با جهان خارج ارتباط برقرار است دستیابی به موفقیت بزرگ، به عنوان تجاری، بزرگترین چالش است برای پیدا کردن یک راه ارزان برای کپسوله کردن تراشه. او معتقد است که، به دلیل ملاحظات هزینه، نور فن آوری تراشه برای اولین بار در مرکز داده خواهد شد استفاده می شود، و پس از آن برای ورود به دستگاه کوچک استویانویچ گفت: "ما انتظار داریم تراشه بسته بندی خواهد بود که اولین بار برای ورود به مرکز داده، و سپس آن را به اندازه کافی ارزان تبدیل خواهد شد، در نهایت محبوبیت در تلفن همراه و کامپیوتر. ،
ایده محققان یک ایده خالص نیست. دو شرکت راه اندازی شده در تجاری سازی تراشه های نوری به کار گرفته شده اند. یکی از آنها Ayar Labs است که می خواهد فناوری اتصال فوتونی را تجاری سازی کند و دیگری SiFive است. آنها امیدوار هستند کسب و کار جدید در طراحی رایگان RISC-V تراشه.
در آینده نزدیک Stojanovic انتظار دارد که فوتون ها قادر به اتصال تراشه های شخصی به کامپیوتر برای اتصال یک تراشه به یک دیگر باشند. علاوه بر این، تکنولوژی فوتونیک سیلیکون همچنین می تواند عملکرد لیادار، لیزر اتومبیل های بدون راننده را بهبود بخشد. عملکرد سنسورها، تصویربرداری مغز و سنسورهای محیط زیست بسیار بهبود یافته است.
انتظار می رود که فوتونیک سیلیکون برای بازنویسی تاریخ و تغییر اساسی در رایانه ها ترکیب شود. انتقال سیگنال الکتریکی از طریق طول کابل محدود می شود. برای مثال، هنگامی که سرعت انتقال یک اتصال استاندارد USB با یک عامل 10 برابر افزایش می یابد، طول کابل حداکثر از 16 فوت به 10 انگلیسی کاهش می یابد. اتصال نوری این مشکل را ندارد. سرعت آن سریعتر است و سیگنال را تضعیف نمیکند. تراشه نمونه اولیه که توسط دانشگاه آمریکایی نشان داده شده است با 10 متر نور مرتبط است و به راحتی میتواند به کیلومتر گسترش یابد.
با استفاده از تراشه های فوتونی سیلیکونی، رایانه ها در مرکز داده ها مجبور نیستند زمان انتظار را برای پاسخ یک رایانه دیگر بسوزانند. Stojanovic گفت: "راه حل های نوری ما می تواند پردازنده های سریعتری را به شبکه منتقل کند."
سیگنال الکتریکی انتقال از طریق سیم فلزی، اتصال نوری نیاز به تنها انرژی کمی است در خط، تراشه می تواند قدرت خود را عرضه، به طوری که هزینه قدرت، بلکه هیچ مشکلی از گرمای بیش از حد از اجزای الکترونیکی وجود دارد.
تراشه نمونه اولیه با مواد غیر معمول، که سیلیکون و ژرمانیم ترکیب، روند تولید بسیار دشوار و پر هزینه است. اما پیشرفت اخیرا محققان داشته اند، آنها بهبود فن آوری فوتونیک سیلیکونی، با استفاده از تراشه مواد سیلیکون است.