Vedci z kanadskej Université Laval prichádzajú s objavom, ktorý môže zásadne zmeniť spôsob, akým prenášame dáta. V rámci svojho výskumu v Centre for Optics, Photonics and Lasers (COPL) vyvinuli revolučný fotonický čip, ktorý namiesto elektriny využíva svetlo a dokáže preniesť neuveriteľných 1 000 gigabitov za sekundu (125 GB za sekundu), a to pri spotrebe energie, ktorá je zanedbateľná v porovnaní s dnešnými štandardmi. O výskume informoval portál Interesting Engineering.

Milióny kníh za 7 minút

Tento miniatúrny čip, tenký ako ľudský vlas, dokáže prenášať obrovské objemy dát rýchlosťou, ktorá ďaleko presahuje aktuálne systémy. Tie dnes zvládajú približne 56 Gbps. Pre predstavu, nový čip by zvládol preniesť ekvivalent 100 miliónov kníh za menej než sedem minút, čo je zhruba toľko, koľko trvá pripraviť si šálku kávy. V prepočte to je konkrétne 7 GB prenesených za jedinú sekundu.

Čo robí tento čip takým výnimočným, nie je len jeho rýchlosť, ale predovšetkým extrémne nízka spotreba energie. Vedci tvrdia, že čip spotrebuje len štyri jouly energie, čo je približne toľko, koľko potrebujeme na ohriatie jedného mililitra vody o jeden stupeň Celzia. Tajomstvom je spôsob, akým zariadenie využíva svetlo. Zatiaľ čo bežné optické systémy pracujú len s intenzitou svetla, tento nový prístup do hry pridáva aj fázu, teda spôsob, akým sa svetelný signál posúva. Práve táto dimenzia výrazne zvyšuje efektivitu prenosu dát.

Podľa hlavného autora štúdie a doktoranda Alirezu Geravanda to znamená, že výpočtové systémy, ako sú tie využívané v umelej inteligencii (napríklad ChatGPT), by mohli fungovať rýchlejšie, s menšími nárokmi na energiu a v kompaktnejších priestoroch. „Prechádzame z 56 gigabitov za sekundu na 1 000 gigabitov za sekundu. Pri tejto rýchlosti by ste mohli preniesť celý tréningový dataset, teda ekvivalent vyše 100 miliónov kníh za menej než sedem minút. To je približne čas, aký potrebujete na uvarenie kávy,“ vysvetľuje Geravand.

Midjourney (úprava redakcie)

Veľký potenciál

Kľúčovým komponentom tejto technológie sú mikrokruhové modulátory, maličké kremíkové zariadenia v tvare prstenca, ktoré dokážu manipulovať so svetlom na veľmi presnej úrovni. V tomto prípade výskumníci použili dve dvojice týchto modulátorov – jedny na riadenie intenzity a druhé na kontrolu fázy svetla. Tento dvojkanálový systém umožňuje prenášať dáta s oveľa vyššou šírkou pásma a zároveň zaberá minimum miesta.

Dnešné dátové centrá sú obrovské komplexy tvoreného tisíckami procesorov, ktoré neustále komunikujú, často aj na veľké vzdialenosti. Geravand pripomína, že hoci samotné procesory sú malé, celková infraštruktúra môže mať kilometre. Nový optický čip by však mohol túto komunikáciu skrátiť na úroveň niekoľkých metrov, čo by výrazne znížilo energetické nároky a zvýšilo efektivitu systémov, najmä s rastúcim dopytom po výpočtovom výkone umelej inteligencie.

A hoci sa technológia zatiaľ nachádza len v laboratórnom štádiu, komerčné využitie by nemuselo byť ďaleko. Spoločnosti ako NVIDIA už dnes používajú mikrokruhové modulátory, no zatiaľ len na báze svetelnej intenzity. Tím z Université Laval však pridal novú vrstvu funkčnosti, ktorá nás približuje k svetu, kde by sa informácie pohybovali takmer rýchlosťou svetla.

„Pred desiatimi rokmi sme položili základy tejto technológie. Dnes ju posúvame na úplne novú úroveň. Možno o pár rokov sa priemysel dobehne a táto inovácia sa stane realitou,“ uzatvára Geravand.

Čítajte viac z kategórie: Novinky