Maaaring Makapagpatuloy ang Photonics sa Moore’s Law?

Ang Moore’s law ay nagsasaad na ang bilang ng mga transistor sa isang integrated circuit ay tataas ng humigit-kumulang bawat dalawang taon, kasama ang kapangyarihan ng kompyuter. Ang prinsipyo na ito ay pangunahing tama mula noong 1965. Gayunpaman, maaaring ipagpalagay na si Gordon E. Moore, ang co-founder ng Intel, ay hindi kailanman naisip na ang mga chip ay makakarating sa kanilang mga hangganan sa miniaturization, na nagiging sanhi ng pagpapabagal ng kapangyarihan ng kompyuter.

Sa kabutihan, ang isang pangkat ng mga engineer mula sa University of California ay nag-develop ng isang bagong pamamaraan na gumagamit ng photonics upang magbigay ng higit na kapangyarihan ng kompyuter nang hindi isinasakripisyo ang laki. Narito ang kailangan mong malaman.

Shrink’em

Ang mundo ay nasa isang pagtatanaw na paliitin ang mga kompyuter mula noong imbensyon nito. Ang ilan sa iyong mga lolo at lola ay maaaring matatandaan kung kailan ang mga kompyuter ay nangangailangan ng isang buong silid at maraming tao upang mag-operate. Ngayon, ang iyong smartwatch ay nagbibigay ng higit na kapangyarihan ng kompyuter kaysa sa mga behemoth na ito, at ito ay ang tuktok lamang ng yelo sa mga termino ng microcomputing. Ang paglalakbay mula sa isang buong silid hanggang sa mga microelectronics ng ngayon ay isang nakakaexcite, puno ng pag-eeksperimento, pagtuklas, at mga pagkabigo sa pagitan.

Physical and Cost Limitations

Kapansin-pansin, may isang punto kung saan ang paggawa ng mga komponenteng microscopic ay hindi praktikal sa gastos. Ayon sa karamihan ng mga mananaliksik, ang merkado ay nakarating na sa puntong ito. Bukod dito, ang mga ganap na kompyuter ay hindi tugma sa Moore’s law dahil ang mga smaller chips ay hindi makapagbigay ng kapangyarihan ng kompyuter na proporsyonal sa kanilang mga mas malaking kapareha.

Bilang resulta, may isang lumalaking agwat sa pagitan ng magagamit na kapangyarihan ng kompyuter at kung ano ang kailangan, na nagiging sanhi ng ilang kilalang mga manlalaro sa merkado, tulad ng CEO ng Nvidia, si Jensen Huang, na nagsabi na ang Moore’s law ay patay, at nagtatala ng application-specific processors bilang ang hinaharap.

Demand for High-Powered Computers

Ang biglang paglago ng mga sistema ng artificial intelligence at machine learning ay nagdulot ng pagtaas ng pangangailangan para sa mga powerful na kompyuter at cloud platforms. Ang mga pangangailangan na ito ay lumampas sa disenyo ng chip sa mga termino ng pagganap, na lumikha ng isang bottleneck sa sektor ng pagbuo ng AI na nagbabawal sa inobasyon. Ngayon, ang karera ay nagsisimula upang magbigay ng isang solusyon na makapagpapanatili sa mga pangangailangan ng mga kompyuter at sistema ng AI ng ngayon.

Computing Power Solutions

Ang ilang mga analista ay naniniwala na ang isang solusyon ay ang paggawa ng mga special na chips na may logic at processing sa iisang chip. Ang approach na ito ay tumutulong na makabawas sa latency at paggamit ng enerhiya at pagbutihin ang pagganap. Gayunpaman, ang mga limitasyon sa kompyuter ay ginagawang hindi ideal ito kapag pinag-uusapan ang mga pangangailangan ng data ng AI.

Memory Computing

Ang isang solusyon na nagpapagana sa mga mananaliksik ay ang memory computing. Ang pamamaraan ng pag-iimbak na ito ay gumagamit ng isang mabilis na access ram sa halip ng isang spinning hard drive. Sa partikular, ang RAM mula sa isang network ng mga kompyuter ay nakaayos gamit ang middleware software upang tumakbo ang memory sa parallel. Ang pamamaraan ng pag-iimbak na ito ay 5000x mas mabilis kaysa sa mga tradisyonal na pamamaraan ngunit hindi pa rin makapagpapanatili sa Moore’s law.

Photonics

Ang photonics ay isang pamamaraan ng high-powered computing na nagpapagana sa mga mananaliksik. Ang photonics ay gumagana sa pamamagitan ng pagkakilala ng mga alon ng liwanag gamit ang mga electronics. Ang agham ay kumikilos sa paggawa at pagkontrol ng liwanag habang ito ay dumaraan sa isang matrix ng mga programmable optical weights.

Ang mga weights na ito ay nag-iintegret ng isang 2D array ng non-volatile optical modulators na nagpapahintulot sa ito na magpatupad ng isang linear transformation sa isang vector ng optical inputs. Ang estratehiya na ito ay nagbibigay ng mas mabilis na paglipat ng datos kaysa sa mga pamamaraan ng RAM computing.

Current Limitations to Photonics