🥊 👭 🤵 एक नए युग की शुरुआत ♂️ 💳 🌮

फिर देखें क्या है मामला ...

सेमीकंडक्टर प्रौद्योगिकियों का सुधार असीम रूप से नहीं चल सकता है - एक बार फिर मैं प्रोसेसर के उत्पादन पर लेखों की श्रृंखला ( 1 | 3 | 3 ) पर लौटना चाहता हूं, और अधिक सटीक रूप से, इस उत्पादन की समस्याओं पर पोस्ट करने के लिए। कोई भी तकनीक जल्द या बाद में अपनी प्रासंगिकता खो देती है, चाहे वह कितनी भी उपयोगी क्यों न हो ... इसलिए एक दिन ट्रांजिस्टर और प्रक्रिया प्रौद्योगिकी के आकार को कम करने की एक सीमा होगी, सिस्टम के उत्पादन के लिए नई सामग्रियों के रचनाकारों की कल्पना समाप्त हो जाएगी, और मूर का कानून (ट्रांजिस्टर के बारे में क्लासिक सूत्रीकरण) अप्रासंगिक हो जाएगा। और जब यह "मृत अंत" आता है, तो सबसे दिलचस्प बात शुरू होगी - वैकल्पिक प्रौद्योगिकियों की तलाश में मानवता को पीड़ा दी जाएगी। अन्य मामलों में, मैंने शायद पीड़ा के बारे में जल्दबाजी की - यह लगभग स्पष्ट है कि उधम मचाते इलेक्ट्रॉनों को एक चमकदार प्रवाह से बदल दिया जाएगा, और तांबे (चांदी और सोने) तारों के बजाय किसी प्रकार का ऑप्टिकल माध्यम होगा। हां, मैं निश्चित रूप से जल्दी में था - आखिरकार, ऑप्टोइलेक्ट्रोनिक (ऑप्टिकल और इलेक्ट्रॉनिक प्रौद्योगिकियों के संयोजन) सिस्टम बनाने के पहले प्रयास लगभग एक सदी पहले किए गए थे, हालांकि कठोर वास्तविकता के प्रिज्म के प्रभाव में सब कुछ कुछ देरी से हुआ था।

अर्धचालक इलेक्ट्रॉनिक्स अचानक "खराब" क्यों हो गए? वास्तव में, वह खराब नहीं हुई, बस एक इलेक्ट्रॉन अच्छा है, लेकिन एक फोटॉन बेहतर है। विद्युत प्रवाह क्या है जो आज किसी भी तकनीक में मौजूद है? यदि आप स्कूल भौतिकी पाठ्यक्रम को मानते हैं, तो यह आवेशित कणों का क्रमबद्ध संचलन है ... जो कि मुख्य समस्याओं में से एक है। कंडक्टर में टैंकों की तरह रोल करने वाले इलेक्ट्रॉन काफी अव्यावहारिक होते हैं - कम से कम उनकी ऊर्जा का एक महत्वपूर्ण हिस्सा खो जाता है, गर्मी और विद्युत चुम्बकीय विकिरण के रूप में जारी किया जाता है, हालांकि यह केवल माइनस नहीं है।

प्रकाश के साथ, सब कुछ अलग है - प्रकाश किरण के रूप में जानकारी को विशाल गति (यहां मेरा मतलब बैंडविड्थ) और कम से कम विशाल दूरी के साथ प्रेषित किया जा सकता है, जबकि नुकसान न्यूनतम होगा। इसके अलावा, ऐसी सूचना के प्रसंस्करण को इसके संचरण के दौरान और लगभग ऊर्जा की खपत के बिना सीधे किया जा सकता है - एक निश्चित एल्गोरिथ्म के लिए, लेंस, फिल्टर और अन्य ऑप्टिकल चीजों की एक जटिल प्रणाली से लैस करना संभव है जो आउटपुट पर आने वाली प्रकाश किरण ठीक से संसाधित जानकारी में बदल जाएगी।

ऑप्टिकल कंप्यूटिंग के लाभ वहाँ समाप्त नहीं होते हैं। आप यहां डेटा के संचरण और प्रसंस्करण में एक उच्च श्रेणी के समानांतर जोड़ सकते हैं (विभिन्न लंबाई की तरंगों के साथ एक साथ संचालन के कारण), कम बिजली की खपत, विद्युत हस्तक्षेप के प्रति पूर्ण उदासीनता और डेटा को बाधित करने में कठिनाई (क्योंकि आसपास के अंतरिक्ष में कुछ भी नहीं निकलता है; डॉक्टर और पर्यावरणविद् भी हैं; अंत में शांति से सोएगा)। मुझे आश्चर्य है कि यह सब विस्तार अभी भी अर्धचालक इलेक्ट्रॉनिक्स को दबाने का कोई तरीका क्यों नहीं है? इस प्रश्न के सही उत्तरों का एक पूरा समूह है, जो कुल मिलाकर, हमारे पास अभी है।

ऑक्सीजन रहित तांबा रद्द?

बुनियादी अर्धचालक तत्वों के ऑप्टिकल एनालॉग्स बनाने के लिए कोई समस्या नहीं है - यह सब काम करना बहुत कठिन है, और इसे सही और जल्दी से करना है। वास्तव में, आदर्श रूप से, एक ऑप्टिकल कंप्यूटर बनाने के लिए, किसी को वॉन न्यूमैन की शास्त्रीय वास्तुकला को छोड़ना होगा, और इसलिए इसका एक मुख्य सिद्धांत, बाइनरी कोडिंग का सिद्धांत - शून्य के अनुक्रम और अप्रासंगिक हो सकते हैं (हालांकि वे आसानी से प्रकाश दालों द्वारा प्रेषित हो सकते हैं)। यह दो-आयामी छवियों के साथ काम करने के लिए बहुत अधिक कुशल होगा - यह सब परिमाण के आदेशों द्वारा गणनाओं की समानता को बढ़ाएगा (मुझे याद है कि मेगाहर्ट्ज युग पहले ही बीत चुका है और फिलहाल एक ही प्रोसेसर का प्रदर्शन मुख्य रूप से गणनाओं के समानांतर होने के कारण बढ़ रहा है) और इससे सबसे बड़ी प्रक्रिया करना भी संभव हो जाएगा। डेटा वॉल्यूम - प्रदर्शन लाभ 10- या यहां तक कि 20 गुना हो सकता है।

लेकिन ... लेकिन फिर यह कैसे काम शुरू करने के लिए तुच्छ है? ) यहां तक कि अगर आप एक नियमित कंप्यूटर पर काम करने के कौशल में निपुण हैं, तो आपको प्रकाशिकी के साथ "फिर से चलना" सीखना होगा। मौलिक रूप से भिन्न सूचना संरचना के साथ कैसे रहना है, कैसे और कहाँ कुछ डेटा दर्ज करना है, कैसे और कहाँ गणना के परिणाम प्राप्त करना है? एक ऑप्टिकल कंप्यूटर के लिए आवश्यक प्रारूप में एक परिचित आधुनिक रूप के डेटा का अनुवाद करना इतना आसान नहीं है ... हालांकि, मैं किस बारे में चिंतित हूं - भले ही ऑप्टिकल कंप्यूटर भविष्य में दिखाई दें, वे पहली बार घरेलू उपयोग के लिए अभिप्रेत नहीं होंगे। लेकिन फिर भी, मेरे पास उत्तर से अधिक प्रश्न हैं।

प्रोसेसर के उत्पादन के लिए इंटेल कारखाने की इमारतों में से एक का मॉडल

हमें घन मीटर के पैसे के बारे में नहीं भूलना चाहिए - ऐसा लगता है कि अब कारखानों को बनाने के लिए अधिक लाभदायक है (आधुनिक तकनीकी प्रक्रियाओं पर काम करने में सक्षम है जैसे कि 22 बिलियन डॉलर मूल्य के कई "सरल" उत्पादन करने की तुलना में कई बिलियन डॉलर की कीमत पर, लेकिन कोई कम सस्ता, ऑप्टिकल कंप्यूटर नहीं। । इसलिए, निकट भविष्य में अनुकूल फोटॉन के साथ चमकने वाला सबसे अच्छा दो युगों का सहजीवन है, यानी, सामान्य अर्धचालक इलेक्ट्रॉनिक्स जो प्रकाशिकी को पूरक करते हैं (और इसलिए, इसके सभी फायदे सीमित करते हैं)। 1990 के बाद से इस तरह के समाधान के उदाहरण दिखाई देने लगे - यह तब था कि बेल लैब्स अनुसंधान केंद्र के व्यक्ति में नोबेल पुरस्कार विजेताओं के फोर्ज ने एक ऑप्टोइलेक्ट्रोनिक कंप्यूटर का पहला कार्यशील प्रोटोटाइप बनाया। प्रोसेसर कई क्वांटम कुओं और इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल गुणों के साथ द्विस्तरीय अर्धचालक तत्वों के दो-आयामी मैट्रिक्स पर आधारित था। तत्वों को एक अर्धचालक लेजर (विकिरण शक्ति 10 mW, तरंग दैर्ध्य 850 एनएम था) द्वारा होलोग्राफिक डैमेन जाली के माध्यम से रोशन किया गया था - एक डायोड के माध्यम से प्रकाश पारित होने के बाद, सर्किट में एक वर्तमान दिखाई दिया, जिससे जाली संरचना पर वोल्टेज ड्रॉप और दूसरी बार के माध्यम से प्रकाश संचरण में वृद्धि हुई। संरचना। इस तरह, प्रतिक्रिया उत्पन्न हुई और तत्वों की समग्रता ने तार्किक कोशिकाओं OR-NOT, OR-AND, आदि का गठन किया। थोड़ी देर बाद, इसी तरह के कंप्यूटर अन्य स्थानों पर दिखाई देने लगे, एक नियम के रूप में, सैन्य उद्योग, विमानन, अंतरिक्ष, आदि से जुड़े।

अन्य उपकरणों का आधार दो आयामी मैट्रिक्स बन गया और सब कुछ वेक्टर-मैट्रिक्स लॉजिक पर काम किया, और यह काफी सांकेतिक रूप से किया गया था - वही 32-बिट RISC प्रोसेसर DOC-II ( OptiComp डिजिटल ऑप्टिकल कंप्यूटर) ने प्रति सेकंड लगभग 1000 द्विआधारी प्रदर्शन किया। तुलना स्पष्ट हो जाएगी यदि आप कल्पना करते हैं कि यह चीज़ पाठ दस्तावेजों में दिए गए शब्द को 80,000 पृष्ठों प्रति सेकंड की गति से खोज करने में सक्षम थी, अर्थात, कुछ तात्कालिक के लिए, लगभग 400 मिलियन (!) वर्ण संसाधित किए गए थे।

ऑप्टिकल प्रोसेसर DOC-II

वर्तमान काल में बोलते हुए, अब पूरी दुनिया में इस तरह का केवल एक वाणिज्यिक उत्पाद है - EnLight256 हाइब्रिड चिप इजरायल की कंपनी लैंसलेट से , प्रति सेकंड 8 से 10 × ¹² (8 टैरोप) संचालन करने में सक्षम है और एचडी-वीडियो की 15 धाराओं तक प्रक्रिया करने के लिए वास्तविक समय में। इस ऑप्टिकल प्रोसेसर में, डेटा एक साथ 256 ऑप्टिकल इनपुट से प्राप्त होता है - 256 लेज़रों के बीम एक विशेष मैट्रिक्स (स्थानिक-प्रकाश न्यूनाधिक 256x256) को रोशन करते हैं या गुणा करते हैं, प्रोसेसर के आयाम स्वयं 15x3 सेमी हैं)। और गणना परिणाम के आउटपुट ऑप्टिकल संकेतों को 256 प्रकाश डिटेक्टरों की एक सरणी द्वारा पढ़ा जाता है ... यह स्पष्ट है कि इस तरह के डिजाइन सामान्य "घर" उपयोग के लिए अभिप्रेत नहीं हैं, इसलिए गैर-वाणिज्यिक परियोजनाओं के निकट भविष्य में समीक्षा की उम्मीद नहीं करते हैं, "सामान्य" पर आधारित ऑप्टिकल प्रोसेसर के प्रोटोटाइप »प्रौद्योगिकी 65 और यहां तक कि 32nm का उपयोग करने वाले कारखाने, लेकिन यह उनके साथ इतना सरल नहीं है।

इंटेल लाइट पीक

पहली रेडियो ट्यूब लगभग एक सदी पहले दिखाई दी और एक क्रांति की। अपेक्षाकृत जल्द ही, उन्हें अर्धचालकों द्वारा बदल दिया गया था, जो अभी भी गेंद को चलाते हैं ... इसलिए अगले क्रांतिकारी दौर से बचा नहीं जा सकता है, लेकिन आपको यह समझने की आवश्यकता है कि यह प्रक्रिया तेज नहीं है। बड़े कार्यों को धीरे-धीरे हल करने की आवश्यकता है, उन्हें उप-कार्यों में तोड़कर - ऑप्टिकल प्रोसेसर बनाने से पहले, बुनियादी ढांचे का निर्माण करना अच्छा होगा, सरल परिस्थितियों में अपना हाथ पाने के लिए। क्या, वास्तव में, वह कंपनी है जिसके ब्लॉग में आप इस लेख को पढ़ते हैं। सिलिकॉन फोटोनिक्स के क्षेत्र में विकास, इंटेल पहले दिन से बहुत दूर है, और 2015 में नई तकनीकों का एक विशाल परिचय पहले से ही योजनाबद्ध है। हालांकि 2015 क्या है, अगर यह सब कुछ साल पहले शुरू हुआ।

मैं 2009 के पतन के बारे में बात कर रहा हूं, जब इंटेल ने ऑप्टिकल फाइबर पर डेटा संचारित करने की तकनीक को सार्वजनिक रूप से पेश किया, जिसमें एक दिलचस्प कोड इंटेल लाइट लीक है । इस विकास का उद्देश्य दो कंप्यूटरों को 100 मीटर की दूरी पर और 10 Gbit / s तक की गति से जोड़ना था। आप इन नंबरों से आश्चर्यचकित नहीं हो सकते हैं, लेकिन यहां कुछ और ध्यान देना महत्वपूर्ण है - वास्तव में, यह तकनीक सुरंग के अंत में प्रकाश बन गई, क्योंकि "नए युग" से पहले करने के लिए सबसे पहले धातु कंडक्टरों को छोड़ देना है। और जहां भी संभव हो ऐसा करने के लिए - न केवल कंप्यूटर से कंप्यूटर तक, बल्कि प्रोसेसर के अंदर भी। और उसके बाद ही कार्यक्रम "हर घर में ऑप्टिकल कंप्यूटर" पर ले जाना संभव होगा। लेकिन इंटेल की I / O रणनीति केवल लाइट पीक इंटरफेस तक सीमित नहीं है ...

इंटेल सिलिकॉन फोटोनिक्स लिंक

और आप कैसे करते हैं, शुरुआत के लिए, 50 Gbit / s की गति? यह गति है (पहले प्रोटोटाइप में) जो पिछली गर्मियों में घोषित एक अन्य तकनीक से निहित है और जिसे इंटेल सिलिकॉन फोटोनिक्स लिंक कहा जाता है। इस तथ्य के बावजूद कि तकनीक एक दूसरे से अलग से विकसित हो रही है, यहां ऑपरेशन का सिद्धांत काफी हद तक इंटेल लाइट पीक के समान है। काम का आधार एक सिलिकॉन ट्रांसमीटर और एक चिप रिसीवर है; इंटेल से सभी आवश्यक अद्वितीय घटकों के साथ, जिसमें पहला हाइब्रिड सिलिकॉन लेजर चिप ( एचएसएल ), साथ ही 2007 में घोषित हाई-स्पीड ऑप्टिकल मॉड्यूलेटर और फोटो सेंसर शामिल हैं ।

प्रेषित चिप और रिसीवर चिप

फोटो डिटेक्टर चिप

ट्रांसमिटिंग चिप में चार लेज़र होते हैं - उनकी प्रकाश किरणें ऑप्टिकल न्यूनाधिक में प्रवेश करती हैं, जो 12.5 Gbit / s पर डेटा को एनकोड करता है। उसके बाद, किरणों को एकल फाइबर में 50 Gb / s की बैंडविड्थ के साथ संयोजित किया जाता है। चैनल के दूसरे छोर पर, चिप रिसीवर बीम को अलग करता है और उन्हें फोटोडेटेक्टरों तक निर्देशित करता है, जो डेटा को विद्युत संकेतों में परिवर्तित करते हैं।

एचएसएल (हाइब्रिड सिलिकॉन लेजर) - एक हाइब्रिड सिलिकॉन चिप लेजर

ऐसी गति की आवश्यकता कहाँ हो सकती है? यह स्पष्ट है कि सबसे पहले यह कुछ प्रकार के औद्योगिक परिदृश्य होंगे, जैसे कि सर्वर या डेटा केंद्रों के बीच चड्डी को जोड़ना। लेकिन जब तकनीक अधिक सुलभ हो जाती है, मैं एक दांत देता हूं कि फैशन में क्वाडएचडी रिज़ॉल्यूशन (2160 पी) और 3 डी समर्थन (कम से कम 120 हर्ट्ज) के साथ डिवाइस होंगे - इसलिए 48 बिट्स की रंग गहराई के साथ नई तकनीक शायद ही पर्याप्त होगी) दूसरी तरफ। कुछ भी इसे बढ़ने से रोकता है, मॉड्यूलेटर की गति और चिप पर लेजर की संख्या को बढ़ाता है।

शोधकर्ताओं के अनुसार, Intel Silicon Photonics Link तकनीक बिना किसी समस्या के भविष्य में 1 Tbit / s तक की गति पर डेटा स्थानांतरित करने की अनुमति देगा - यह कल्पना करना भी डरावना है कि ऐसी गति से क्या संभावनाएं खुलेंगी!

इंटेल थंडरबोल्ट

मुझे लगता है कि आप सभी जानते हैं कि २४ फरवरी २०११ को, इंटेल थंडरबोल्ट तकनीक की घोषणा हुई थी, जो "संयोग से" उसी दिन नए एप्पल मैकबुक प्रो नोटबुक की घोषणा के साथ हुई। दो दिग्गजों ने बलों में शामिल होने का फैसला किया, जिसके परिणामस्वरूप एक नया इंटरफ़ेस दिखाई दिया, जिसमें इंटेल लाइट पीक के साथ बहुत कुछ है।

नए मैकबुक में इंटेल थंडरबोल्ट ("लाइटनिंग स्ट्राइक" के रूप में अनुवादित) विभिन्न परिधीय उपकरणों के लिए एक इनपुट-आउटपुट इंटरफ़ेस है, जो दो प्रोटोकॉल पर एक साथ आधारित है (एक सिंगल कनेक्टिंग केबल 3 मीटर तक लंबी): 1080p से अधिक के रिज़ॉल्यूशन के साथ छवियों को प्रसारित करने के लिए डिस्प्लेपोर्ट। आठ ऑडियो चैनल और पीसीआई-एक्सप्रेस 2.0 4x हाई-स्पीड डेटा ट्रांसफर के लिए। वास्तव में, एक बाहरी पीसीआई एक्सप्रेस स्लॉट नए मैकबुक पर दिखाई दिया, जिसके बारे में कई उपयोगकर्ताओं और निर्माताओं ने भी सपना देखा था। डिसप्लेपोर्ट इंटरफेस से लैस मौजूदा उपकरण नए कनेक्टर के साथ संगत हैं, और सामान्य कनेक्टर का मतलब है कि श्रृंखला में कई उपकरणों को एक दूसरे के साथ जोड़ना ("गर्म" कनेक्शन समर्थित है)।

Intel थंडरबोल्ट प्रौद्योगिकी की सैद्धांतिक डेटा अंतरण गति 10 Gbit / s तक है, लेकिन व्यवहार में अब तक अधिक मामूली आंकड़े प्राप्त हुए हैं - 800 MB / s (~ 6 Gbit / s) तक। लेकिन बुरा भी नहीं!

वास्तव में, इंटेल लाइट पीक एक सार्वभौमिक तकनीक है जो किसी भी प्रोटोकॉल पर आधारित हो सकती है, और थंडरबोल्ट केवल एक व्याख्या है। यही है, यह पता चलता है कि नई तकनीक इलेक्ट्रान-ऑप्टिकल और ऑप्टोइलेक्ट्रोनिक कन्वर्टर्स की उपस्थिति के बिना, ऑप्टिक्स के बजाय तांबे के साथ कई वायर्ड इंटरफेस (जैसे एससीएसआई, एसएटीए, फायरवायर, ईथरनेट, एचडीएमआई और यहां तक कि यूएसबी 3.0) के साथ प्रतिस्पर्धा करने में काफी सक्षम है। आगे क्या होगा? सबसे दिलचस्प।

उल्लेखनीय है कि थंडरबोल्ट नाम काफी सामान्य है। उदाहरण के लिए, बाद वाले से, थॉर्टेक (जीईआईएल की एक सहायक कंपनी) ने एक ही नाम की शक्तिशाली बिजली आपूर्ति की एक श्रृंखला जारी की, और एचटीसी ने आधिकारिक तौर पर सीईएस2011 पर वेरिज़ोन के लिए एलटीई समर्थन के साथ नाम संचारक पेश किया।

गेम माफिया 2 में एक स्मिथ थंडरबोल्ट कार थी, और पहले क्वेक में इसे सबसे शक्तिशाली हथियारों में से एक कहा जाता था (यह प्रकाश गन है)। और यदि आप आईटी क्षेत्र से दूर जाते हैं, तो आप मदद नहीं कर सकते हैं लेकिन दो दिग्गज अमेरिकी विमानों का उल्लेख करते हैं - रिपब्लिक पी -47 थंडरबोल्ट लड़ाकू बमवर्षक और फेयरचाइल्ड रिपब्लिक ए -10 थंडरबोल्ट II हमले के विमान। इतना अलग है वह, यह बोल्ट!

हर्ष वास्तविकता

मुझे आशा है कि मैं आपको यह समझाने में सक्षम था कि प्रगति अभी भी नहीं है। मैं और अधिक कहूंगा - ऐतिहासिक मानकों के अनुसार, अभी भी उस समय से थोड़ा पहले का समय होना चाहिए जब कंप्यूटर की दुनिया में बड़े बदलाव शुरू हों, ताकि हम कह सकें, एक नए युग की शुरुआत के करीब। हम एक दिलचस्प समय में रहते हैं, कामरेड! हालाँकि, मैं आपके बारे में नहीं जानता, लेकिन मैं सपने में प्रसन्न था)

यदि, लेख को पढ़ने के बाद, नई तकनीकों, उनके ऑपरेटिंग सिद्धांतों और तकनीकी विशेषताओं के ज्ञान के लिए एक अथक प्यास बनी हुई है, तो आप इसके साथ शुरू कर सकते हैं:

पीडीएफ

50G सिलिकॉन फोटोनिक्स लिंक पीडीएफ

इंटेल एडवांस सिलिकॉन फोटोनिक्स
3.85 एमबी, अंग्रेजी में 434 केबी, अंग्रेजी में