Ve bu, bilişimin temellerini değiştirebilir.
İngiltere’deki bilim insanları tamamen ışığa dayalı ve veriyi kalıcı olarak depolayabilen ilk hafıza yongasını (çipini) geliştirdi ve bir gün veriyi ışık hızında gönderip almamıza olanak sağlayabilir.
Işığa dayalı bilgisayarlar, daha hızlı bilgisayarlara giden yoldaki en büyük engeli aşmakta en iyi girişimimiz gibi görünüyor: von-Neumann darboğazı. Şu anda bilgisayarlarımızın veriyi iletme hızı, veriyi işleme hızından daha yavaş çünkü elektronların işlemci ve bellek arasında ne kadar hızlı hareket edebileceğine dair sınıra vardık.
Araştırmacılardan biri olan Oxford Üniversitesi’nden mühendis Harish Bhaskaran bir basın bülteninde şöyle konuşuyor: “Sınırlayan etmen bilginin gidip belleğe gidip gelişi (von-Neumann darboğazı) ise, daha hızlı işlemciler kullanmanın bir anlamı yok. Fakat ışığı kullanmanın bunu önemli miktarda hızlandırabileceğini düşünüyoruz.”
Işığa dayalı bilgisayarlar yapmak, mevcut bilgisayarlardaki elektronları ışık parçacıkları (veya fotonlar) ile değiştirmek kadar basit değil. Bu, veri gönderebildiğimiz hızı önemli oranda artırsa da, şu an sahip olduğumuz silikon yongalar veri bilgisayara ulaştığı zaman hâlâ fotonların elektronlara çevrilmesini gerektiriyor. Bu her şeyi tekrar yavaşlatıp çok güç tüketerek aslında sadece elektron kullanmamızdan daha az verimli hale geliyor.
Bunun yerine, bilgisayarlarımızın çalışma şeklini tamamen yeniden tasarlamamız ve onları elektrik yerine ışık üzerinde çalıştırmamız gerekiyor ve bu ışığa dayalı yeni bilgisayar yongası bizi bu hedefe bir adım daha yaklaştırıyor.
Fotonik bellek olarak bilinen ışığa dayalı bellek yeni bir kavram değil fakat geçmişte mühendislere epey bir zorluk çıkarmıştı. Işığa dayalı bilgisayar yongaları üzerine yapılan girişimler sadece çok uçucu olmakla kalmadı, aynı zamanda veriyi saklamak için de güç gerektirdiler ve bilgisayarlarımızı sürekli açık bırakmaya hazır olmadıkça bu tam olarak mümkün görünmüyor.
Bhaskaran ve iş arkadaşları şimdi “dünyanın ilk tam fotonik uçucu olmayan bilgisayar yongası” olarak adlandırdıkları şeyi duyurdular. Yeniden yazılabilir CD ve DVD’lerde bulunan malzemenin aynısını kullanarak veri saklıyor. Bu malzeme, GST olarak bilinen, hal değiştiren bir germanyum-antimon-tellür alaşımı. Basın bülteni şöyle açıklıyor; “Bu malzeme elektriksel veyahut optik atışlar kullanılarak cam gibi biçimsiz bir hal veya metal gibi kristal bir hal alabilir.”
Bhaskaran Gizmodo’ya şöyle açıklıyor: “Bu ili hal çok farklı fiziksel özelliklere sahip. Ve bu da demek oluyor ki maddenin hallerinde bilgi saklayabilirsiniz.”
Yonga, GST’nin küçük bir bölümününün, fotonları gitmeleri gereken yere taşıyan bir silikon nitrit kabartısının (dalga rehberi olarak bilinir) üstüne konulmasıyla yapıldı. Condliffe şöyle söylüyor: “Dalga rehberini ışık taşıyabilen küçük bir çeşit fiber optik kablo olarak düşünün: lazer atışları, GST ile etkileşime girebildikleri rehberden aşağı doğru gönderilebiliyor ve ardından diğer uca devam ediyorlar.”
Takım bu hafta Nature Photonics dergisinde çalışmalarını yayınlayarak yoğun ışık atışlarını GST halini değiştirmek için dalga rehberi üzerinden nasıl gönderdiklerini ve anlık olarak erimesine, ardından soğumasına ve şekilsiz bir yapıya ulaşmasına nasıl sebep olduklarını açıkladılar. GST’yi kristal bir hale dönüştürmek için hafifçe daha az yoğun bir atış kullanılabilir.
Bu yapıldığında, çok daha düşük bir şiddetteki ışık atışı dalga rehberi üzerinden gönderiliyor ve bir uçtan diğer uca iletilen ışık miktarı, GST’nin o sırada hangi hangi halde olduğuna bağlı oluyor. Bu farklılık daha sonra normal belleğinizde bulacağınız 1’ler ve 0’ların aynısın yapmak için kullanılabiliyor.
Takımdan Carlos Rios, basın bülteninde şöyle söylüyor: “İlk defa gerçek anlamda uçucu olmayan bütünleşmiş optik bellek üretildi. Uzun dönemli veri tutma yetenekleriyle bilinen belirlenmiş maddeleri kullanarak bunu başardık. GST, konulduğu durumda on yıllar boyunca kalıyor.”
Takım şimdi bilişim mimarisinin geri kalanını nasıl yeniden tasarlayacaklarını çözmeye çalışıyor ve bu sayede ışığa dayalı bellek yongaları, elektriksel sinyaller yerine ışık kullanarak diğer bileşenlerle doğrudan etkileşime girebilecek. Bhaskaran Gizmodo’ya şöyle söylüyor: “Bir seferde bir sorunu çözmek zorundasınız.”
