คำมั่นสัญญาของซิลิคอนโฟโตนิกส์

ความต้องการข้อมูลของโลกกำลังเพิ่มขึ้นอย่างทวีคูณ โดยได้รับแรงหนุนจากแอปพลิเคชันต่างๆ ตั้งแต่โซเชียลเน็ตเวิร์กและสตรีมมิ่งมีเดีย ไปจนถึงการแพทย์ที่ขับเคลื่อนด้วยจีโนมิกส์ และการเพิ่มจำนวนของอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อภายใน “อินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง” การเติบโตของคอมพิวเตอร์พกพานั้นโดดเด่นเป็นพิเศษ หน่วยงานโทรคมนาคมของสหประชาชาติระบุว่า ภายในปี 2556 จำนวนการสมัครใช้บริการ

โทรศัพท์มือถือ

ใกล้จะเท่ากับจำนวนมนุษย์บนโลกแล้ว ในทางกลับกัน โทรศัพท์พื้นฐานไม่เคยเข้าถึงเกิน 25% ของประชากรทั่วโลก โอกาสมากมายที่เทคโนโลยีและบริการเหล่านี้มอบให้ และไม่ว่าจะเกิดอะไรขึ้นหลังจากนั้น ทำให้มั่นใจได้ว่าผู้คนจะยังคงค้นหาวิธีการใหม่ๆ สำหรับข้อมูลในการเชื่อมต่อ

สร้างความบันเทิง ให้ข้อมูล และช่วยเหลือเรา แต่การใช้ข้อมูลที่เพิ่มขึ้นนี้มีค่าใช้จ่าย ในปี 2009 Google เปิดเผยว่าการค้นหาทางอินเทอร์เน็ตหนึ่งครั้งใช้พลังงานประมาณ 1 กิโลจูล ในปี 2559 ผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมประเมินว่าศูนย์ข้อมูลของโลก เซิร์ฟเวอร์และสวิตช์ขนาดมหึมา ใช้พลังงานไฟฟ้า

มากกว่าทั่วทั้งสหราชอาณาจักรเกือบ 40% ตัวเลขมีแนวโน้มเพิ่มขึ้นตั้งแต่นั้นมา เนื่องจากปริมาณข้อมูลที่เพิ่มขึ้นได้แซงหน้าการปรับปรุงประสิทธิภาพไปมาก ความท้าทายอีกประการหนึ่งสำหรับโลกที่ต้องใช้ข้อมูลมากคือ แม้แต่ในระดับอุปกรณ์ของผู้บริโภค อัตราข้อมูลก็เริ่มเกินความสามารถของเทคโนโลยี

การเชื่อมต่อระหว่างกันทั่วไป ตัวอย่างเช่น ความหนาแน่นของพิกเซลที่ไม่ธรรมดาและอัตราเฟรมที่สูงของโทรทัศน์ความละเอียดสูงรุ่นล่าสุดทำให้สาย HDMI ทองแดงแบบเดิมไม่มีประสิทธิภาพมากขึ้นเรื่อยๆ แม้ในระยะทางที่ค่อนข้างสั้นที่พบในระบบความบันเทิงภายในบ้าน ระดับการเสื่อมของสัญญาณ

ในสายเคเบิลดังกล่าวก็มีความสำคัญ ปัญหาหลักที่นี่คือระบบข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์ทั่วไปต้องใช้สายไฟในการชาร์จและคายประจุเพื่อส่งข้อมูลเล็กน้อยจากจุด A ไปยังจุด B แม้แต่ในสายไฟขนาดเล็กที่พบในชิป CPU และ RAM วงจรการคายประจุนี้ ใช้ทั้งพลังงานและเวลา ดังที่ นักฟิสิกส์ประยุกต์

และวิศวกร

ไฟฟ้าแห่งมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดในสหรัฐอเมริกาได้ชี้ให้เห็นแล้วว่า พลังงานส่วนใหญ่ที่ใช้ในการประมวลผลข้อมูลมุ่งไปที่การสื่อสาร ไม่ใช่ตรรกะ แม้ที่ระดับเกต ตัวขับเคลื่อนหลักของการกระจายพลังงานคือความจุของสายไฟที่ถูกชาร์จและคายประจุ ซึ่งมีจำนวนประมาณ 200 แอตโตฟารัด

(10–18 F) ต่อไมครอนของลวด ในระดับศูนย์ข้อมูล ฟาร์มเซิร์ฟเวอร์ที่ใหญ่ที่สุดอาจใช้พลังงานไฟฟ้าเท่ากับโรงไฟฟ้าทั้งหมดปัญหาหลายอย่างเหล่านี้จะลดลงอย่างมากหากสายเคเบิลและสวิตช์ได้รับการกำหนดค่าให้สื่อสารโดยใช้โฟตอนแทนอิเล็กตรอน คำมั่นสัญญาของโฟโตนิกส์ในการคำนวณ

และการสื่อสารจริง ๆ แล้วขยายไปไกลกว่านั้น ครอบคลุมความเป็นไปได้ใหม่ ๆ สำหรับลอจิกและการประมวลผล ตลอดจนแนวทางบางอย่างในการคำนวณควอนตัม แอปพลิเคชันเหล่านี้อยู่ในอนาคตอันใกล้ถึงระยะกลาง แต่การเชื่อมต่อระหว่างกันแบบโทนิคมีให้ใช้งานแล้วในปัจจุบัน โดยมีข้อดี

ได้แก่ ความสามารถในการปรับขนาด ความจุ ความขนาน ความยาวลิงก์ที่ยาวกว่า และความเร็ว แม้แต่แอปพลิเคชันของผู้บริโภคก็ยังได้รับประโยชน์ ขณะนี้สาย สามารถรองรับอัตราเฟรมสูงสำหรับการแสดงผลที่มีความกว้าง 4,000 หรือ 8,000 พิกเซล (และมากกว่านั้น) บนความยาวสายที่มีประโยชน์

เชิงพาณิชย์

และการใช้งาน แบบออปติคัลกำลังเกิดขึ้นสำหรับอัตราข้อมูล 40 Gbps ขึ้นไปอย่างไรก็ตาม การผลิตอุปกรณ์โทนิคเหล่านี้ไม่ใช่เรื่องง่าย แน่นอน กระบวนการเริ่มต้นด้วยซิลิคอนเวเฟอร์แบบเดียวกับที่มีอยู่ทั่วไปในไมโครอิเล็กทรอนิกส์มานานหลายทศวรรษ และใช้เครื่องมือการผลิตหลายอย่างที่พบ

ในเซมิคอนดักเตอร์ fabs มาตรฐานเพื่อพิมพ์ส่วนประกอบออปติกและวงจรลงบนเวเฟอร์ควบคู่ไปกับ (หรือแทน) องค์ประกอบไมโครอิเล็กทรอนิกส์ อย่างไรก็ตาม โดยพื้นฐานแล้วโฟตอนไม่เป็นไปตามหลักฟิสิกส์เช่นเดียวกับอิเล็กตรอน การนำโฟตอนจากองค์ประกอบหนึ่งไปยังอีกองค์ประกอบหนึ่งภายใน 

“ชิป” ที่บรรจุมานั้นไม่ง่ายเหมือนการบัดกรีทั้งสองเข้าด้วยกัน ประการหนึ่ง ความคลาดเคลื่อนในการจัดตำแหน่งนั้นเข้มงวดกว่ามาก ในขณะที่การต่อสายเข้ากับแผ่นสัมผัสบนชิปเกี่ยวข้องกับการจัดตำแหน่งส่วนประกอบให้อยู่ในตำแหน่งที่ถูกต้องภายในไม่กี่สิบไมโครเมตร การเชื่อมต่อใยแก้วนำแสง

กับชิปโทนิคอาจต้องการความแม่นยำมากกว่าสามลำดับแบบอย่างเพื่อความก้าวหน้าความท้าทายที่เกี่ยวข้องกับระบบการผลิตที่ใช้โฟตอนในการส่งข้อมูลไม่ใช่เรื่องใหม่ ในความเป็นจริง อย่างน้อยที่สุดก็ย้อนหลังไปถึงช่วงปลายทศวรรษที่ 1990 เมื่อเทคโนโลยีโฟโตนิกส์ได้รับการปรับใช้ในระดับใหญ่

เป็นครั้งแรกเพื่อแทนที่การเชื่อมโยงผ่านดาวเทียมในการสื่อสารโทรคมนาคมทางไกล ในขณะนั้น ภารกิจในการส่งแสงจากเลเซอร์ไดโอดที่แปลกใหม่ในตอนนั้นไปยังใยแก้วนำแสงโหมดเดียว จำเป็นต้องปรับตำแหน่งของส่วนประกอบทั้งสองอย่างลำบากก่อนที่แสงของเลเซอร์จะรวมเข้ากับเส้นใย

ได้อย่างมีประสิทธิภาพ เทคโนโลยีอะนาล็อกที่เรียกว่าการค้นหาแบบไล่ระดับเป็นโซลูชันบางส่วน ซึ่งช่วยให้ระบบระบุตำแหน่งสามารถเข้าถึงค่าการส่งผ่านที่เหมาะสมได้อย่างรวดเร็ว (อย่างน้อยสำหรับเส้นใยที่มีโปรไฟล์โมดอลที่ราบรื่น) อย่างไรก็ตาม ระบบกำหนดตำแหน่งเองก็มีข้อจำกัดที่สำคัญ 

พวกเขามักจะเปราะบาง ด้วยช่วงการเคลื่อนที่ที่จำกัดและมีแนวโน้มที่จะคลาดเคลื่อนจากการจัดตำแหน่ง ซึ่งไม่ใช่คุณสมบัติที่ดีสำหรับระบบที่ใช้งานในสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรม ท้ายที่สุด ปัญหาได้รับการแก้ไขโดยการพัฒนาการค้นหาการไล่ระดับสีเวอร์ชันดิจิทัลและนำไปใช้กับฮาร์ดแวร์การเคลื่อนไหวระดับอุตสาหกรรม ซึ่งพิสูจน์แล้วว่าคุ้มค่าในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ 

Credit : ฝากถอนไม่มีขั้นต่ำ / สล็อตแตกง่าย