Palyginimui, įprastinių lustų, naudojančių elektrą, taktinis dažnis yra 2-3 GHz, o didžiausias – 6 GHz.
Centrinis procesorius (CPU) yra daugelio kompiuterinių prietaisų, kuriuos kasdien matome aplink save, pagrindas.
Nuo išmaniojo telefono, kuriuo galbūt skaitote šį straipsnį, iki dirbtinio intelekto pokalbių robotų – visiems jiems reikalingas centrinis procesorius, kuris lygiagrečiai atlieka įvairias funkcijas, kad įrenginys veiktų.
Procesorius naudoja vidinį laikrodžio signalą savo funkcijoms sinchronizuoti, tai taip pat lemia jo greitį.
Paprastai matuojamas gigahercais (GHz), kiekvienas gigahercas yra lygus milijardui laikrodžio ciklų per sekundę. Kuo didesnis procesoriaus gigahercų skaičius, tuo didesnė jo apdorojimo galia.
Dabar mokslininkams pavyko nustatyti 100 GHz dažnį naujame optiniame procesoriuje.
Kaip veikia optinis lustas
Pasak Pekino universiteto Informacinių ir ryšių technologijų instituto docento Čango Lino, įprastiniai lustai laikrodžio signalams generuoti naudoja elektroninius osciliatorius.
Šio metodo trūkumai – per didelės energijos sąnaudos, per didelis šilumos kiekis ir negalėjimas žymiai padidinti taktinio dažnio.
Todėl mokslininkai ėmėsi šviesos kaip informacijos perdavimo ir apdorojimo priemonės.
Kadangi šviesa lustuose sklinda daug greičiau nei elektra, fotonai, generuojantys šiuos laikrodžio signalus, gali greičiau apdoroti informaciją.
Sukūrę luste lenktynių trasą primenantį žiedą, tyrėjai įjungė šviesą ir kiekvieno rato laiką naudojo kaip standartą.
Kadangi fotonai sklinda šviesos greičiu, kiekvienas ratas užtrunka tik kelias milijardines sekundės dalis, todėl lustai gali veikti itin dideliu greičiu.
Konceptuali mikrokombinuoto optoelektroninės sistemos, kurioje naudojamas fotoninis laikrodis, iliustracija.
Kur ši technologija gali būti naudojama
Kadangi įprastiniai procesoriai veikia tuo pačiu laikrodžio greičiu, programoms, kurios negali sinchronizuotis tokiu greičiu, reikalingos skirtingos konfigūracijos ir nustatymai, o tai didina gamybos ir skaičiavimo sąnaudas.
Tyrėjai sukūrė luste esantį „mikroschemą“, kuri gali sintetinti ir vieno dažnio, ir plačiajuosčius signalus, o pastarieji gali būti įvairių sistemos elektroninių komponentų atskaitos laikrodžiai.
Mokslininkai teigia, kad ant 20 cm storio plokštelės galima pagaminti tūkstančius tokių lustų ir iš karto juos naudoti vartotojams patogiems sprendimams diegti.
Pavyzdžiui, lustas galėtų būti naudojamas 5G ir 6G tinklų juostose veikiančiam mobiliajam ryšiui. Tačiau dar svarbiau tai, kad didinant tinklo spartą nereikės atnaujinti mobiliojo telefono techninės įrangos, jei jai maitinti bus naudojamas visiškai optinis lustas.
Panašiai, naudojant šiuos lustus bazinėse stotyse, sumažės įrangos kaina ir energijos sąnaudos.
Didesnis taktinis dažnis, pasiektas naudojant tokį procesorių, taip pat reiškia spartesnius skaičiavimus, o tai leis kurti dirbtinį intelektą naudojant mažiau energijos.
Pritaikius šią technologiją autonominiam vairavimui, būtų galima pagerinti tikslumą ir reakciją.
