Επανάσταση στην αποθήκευση δεδομένων με τη χρήση φωτός…

Το περιοδικό Nature Photonics, δημοσίευσε πρόσφατα μια ανακάλυψη που θα μπορούσε να αυξήσει σημαντικά την ταχύτητα των υπολογιστών.

Οι ερευνητές ισχυρίζονται ότι έχουν αναπτύξει μια νεα μέθοδο αποθήκευσης δεδομένων με τη χρήση του φωτός.

Για την αποθήκευση των δεδομένων, χρειάζεται κάτι που να μπορεί να χρησιμοποιείται συνέχεια, είτε είναι μια συσκευή σε λειτουργία είτε όχι, όπως για παράδειγμα ένα CD ή ένας σκληρός δίσκος.

Το πρόβλημα που υπάρχει σε τέτοιες συσκευές, είναι πως οι υπολογιστές έχουν περιορισμένη ταχύτητα μετάδοσης δεδομένων μεταξύ του επεξεργαστή και της πληροφορίας που αποθηκεύεται σε αυτές τις συσκευές.

Αυτό το πρόβλημα ονομάζεται και “συμφόρηση von Neumann” και έχει ως αποτέλεσμα ένας ταχύτερος επεξεργαστής να μην μεταφράζεται απαραίτητα σε μεγαλύτερη υπολογιστική ισχύ, επειδή ο περιοριστικός παράγοντας είναι η ταχύτητα μετάδοσης των δεδομένων.

Η χρήση του φωτός ή των φωτονίων για την μεταφορά των δεδομένων, θα μπορούσε να επιτρέψει πολύ μεγαλύτερες ταχύτητες, αλλά μέχρι στιγμής οι επιστήμονες δεν είχαν καταφέρει να δημιουργήσουν μια τέτοια συσκευή που να αποθηκεύει δεδομένα για συγκεκριμένο χρονικό διάστημα.

Ο Harish Bhaskaran, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης, που ηγήθηκε της συγκεκριμένης έρευνας δήλωσε πως:

“Δεν υπάρχει λόγος να χρησιμοποιείται ταχύτερος επεξεργαστής, αν ο περιοριστικός παράγοντας είναι η παλινδρόμηση των πληροφοριών προς και από τη μνήμη, αλλά πιστεύουμε ότι με τη χρήση του φωτός αυτή η συμφόρηση μπορεί να ελαφρύνει σημαντικά.”

Σε αυτή την έρευνα εκτός από το Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης, συμμετέχει και το Πανεπιστήμιο του Münster, το Τεχνολογικό Ινστιτούτο Karlsruhe και το Πανεπιστήμιο του Exeter.

Η ομάδα των ερευνητών δημιούργησε το πρώτο σταθερό τσιπ μνήμης στον κόσμο που είναι εξ ολοκλήρου φωτονικό, χρησιμοποιώντας ένα υλικό που ονομάζεται Ge2Sb2Te5 (GST).

Αυτό το υλικό χρησιμοποιείται και στα επανεγγράψιμα CD και DVD για την αποθήκευση δεδομένων.

Παλμοί φωτός μπορούν να αλλάξουν την κατάσταση του υλικού από καθορισμένη σε τυχαία, ή αλλιώς από κρυσταλλική κατάσταση σε μια άμορφη μάζα.

Αυτή η αλλαγή μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αποθήκευση πληροφοριών για δεκαετίες, με τη μορφή 1 και 0.

Για να κατευθύνουν σωστά τις ακτίνες φωτός σε διάφορες συχνότητες, χρησιμοποιούν μια τεχνική που είναι γνωστή ως multiplexing, περνώντας το φως μέσα από έναν κυματοδηγό νιτρικού πυριτίου.

Ο καθηγητής Wolfram Pernice του Πανεπιστημίου του Münster δήλωσε πως:

“Ένας απλός παλμός μπορεί να γράψει και να διαβάσει δεδομένα ταυτόχρονα, παρέχοντας σχεδόν απεριόριστο εύρος ζώνης.”

Και ο Bhaskaran πρόσθεσε:

“Αυτό είναι ένα εντελώς νέο είδος λειτουργικότητας, χρησιμοποιώντας όμως δοκιμασμένα και υπάρχοντα υλικά.
Αυτά τα οπτικά bits μπορούν να γραφτούν με συχνότητες έως και ένα gigahertz και θα μπορούσαν να παρέχουν τεράστιο εύρος ζώνης.
Αυτό είναι το είδος της γρήγορης αποθήκευσης δεδομένων, που έχει ανάγκη η σύγχρονη πληροφορική.”

Η ομάδα τώρα θα συνεχίσει να εργάζεται για την ανάπτυξη αυτής της τεχνολογίας, όπως για την εξεύρεση τρόπου εκτέλεσης περισσότερων εργασιών χρησιμοποιώντας το φως αντί τα ηλεκτρικά σημάτα.

Ήδη βρήκαν τον τρόπο να αφαιρέσουν ένα σημαντικό εμπόδιο στην επιτάχυνση των υπολογιστικών μας συστημάτων.

Φανταστείτε τι ταχύτητες θα επιτύχουμε αν καταφέρουν να δημιουργήσουν και επεξεργαστές που να λειτουργούν με φως ή ακόμα και συνδέσεις δικτύου…

IFLScience