Процессор под лупой

Денис Колисниченко

Спецвыпуск: Хакер, номер #055, стр. 055-012-1

(dhsilabs@mail.ru)

Оптические процессоры от и до

Рано или поздно кремниевая технология, используемая сегодня для создания процессоров, исчерпает себя, и уже сейчас ей подыскивают замену из биокомпьютеров и квантовых вычислений, а наряду с ними - из оптических компьютеров, о которых и пойдет речь в этой статье.

Немного истории

Работы по созданию оптического процессора начались еще в далеких 80-х годах, и не потому что уже тогда нужна была более совершенная, чем кремниевая, технология, а ради удовлетворения простого интереса человечества: почему бы не создать альтернативный тип процессора? Однако создание процессоров оптического такого типа опередили несколько серьезных разработок в области оптических квантовых генераторов, по-нашему - лазеров.

В 1964 году А. Прохоров, Н. Басов и Ч. Таунс получили Нобелевскую премию за работу, которая произвела настоящую революцию в квантовой электронике. Благодаря этому великому труду стало возможным создание квантовых генераторов и усилителей. А в 1971 году Денеш Габор получил "нобелевку" за изобретение голографического метода, который сейчас применяется в картографии, медицине, для диагностики сбоев в различных устройствах и др.

А теперь вернемся к тем 80-м, с которых все и начиналось. Исследователи по оптической электронике начали работать над созданием процессора нового поколения. Оптический процессор должен был использовать специальные элементы, в которых свет управлял бы светом. Логические операции представлены как взаимодействия вещества со светом. В 1990 году фирма Bell создала макет оптического устройства и продемонстрировала выполнение логических и арифметических операций с очень высоким быстродействием. А в 2003 году компания Lenslet (www.lenslet.com) создала первый в мире оптический процессор, причем это была не демонстрационная модель, как созданная в 1990 году, а коммерческий продукт, который можно было купить. Процессор назывался EnLight256, его производительность составляла 8 тераоп (триллионов арифметических операций в секунду)! Операции выполнялись за счет манипуляции потоков света, а не электронов, поэтому была достигнута такая производительность. У тебя может возникнуть вполне справедливый вопрос: зачем нам такая производительность? Да, обычному пользователю она не нужна, но справедливости ради нужно отметить, что оптические процессоры пока и не ориентированы на обычного пользователя, который хочет, чтобы его XP работала шустрее, чем у соседа. Оптические технологию в первую очередь ориентированы (по крайней мере сейчас) на промышленное производство, военную технику, то есть на те области, в которых нужно в реальном времени обрабатывать большие потоки информации и промедление в несколько сотых секунд может закончиться непоправимыми последствиями.

Оптика против кремния

Преимущества оптической технологии:

- возможность использовать совершенно разные среды передачи, хранения и обработки информации;

- возможность обработки информации во время ее передачи через оптическую систему, которая реализует вычислительную среду;