Bilim insanları, gelecekte işlemcilerin önbelleklerinin ışık hızında çalışmasını sağlayabilecek devrim niteliğinde bir teknoloji geliştirdi. Tamamen ışık kullanarak veri depolayabilen ve işleyebilen bu yeni optik bellek türü, mevcut standart belleklerden yaklaşık 20 kat daha hızlı olacak. Bu gelişme, tamamen optik işlemcilerin önündeki önemli bir engeli kaldırabilir.
Modern yüksek performanslı sistemlerin iki temel sorunu olan veri aktarım gecikmesi ve ışık ile elektrik arasındaki sürekli dönüşüm maliyetini ortadan kaldırmayı hedefleyen bu prototip, tamamen ışık tabanlı bir bellek sistemi sunuyor. Geliştirilen bu yenilikçi bellek, standart SRAM (Statik Rastgele Erişim Belleği) bitlerinin optik bir karşılığı olarak konumlandırılıyor.
Optik hızlandırıcılar ve optik ara katmanlar (interposer) veriyi çok yüksek hızlarda taşıyabilse de, bu sistemler hala veriyi depolamak ve yenilemek için elektronik belleklere bağımlı kalıyor. Bu durum, her veri yolunun ışık alanına geri dönmeden önce elektronik alana geçmesini gerektiriyor. Yeni geliştirilen bellek sistemi ise bu sorunu aşarak, veriyi tamamen ışık formunda depoluyor, stabilize ediyor ve çıktı olarak veriyor.
Geliştirilen cihaz, SRAM hücresinin davranışını taklit eden çapraz bağlı, diferansiyel bir mimari kullanıyor. Bu bellek, optik olarak yazılabiliyor ve durumunu kaymadan koruyabiliyor. Araştırmacılar, bu mimarinin tek bir SRAM bitinin optik eşdeğeri olarak işlev görecek şekilde tam bir fotonik SRAM sistemine nasıl ölçeklendirilebileceğini inceleyen simülasyon çalışmaları yayınladılar.
Araştırmanın sonuçlarına göre, geliştirilen tasarımın yazma hızlarının 20 GHz'e yaklaşması, okuma hızlarının ise 50-60 GHz'e ulaşması bekleniyor. Bu rakamlar, günümüzdeki işlemcilerde ve hızlandırıcılarda kullanılan ve genellikle 2-3 GHz civarında seyreden elektronik SRAM'lerin saat hızlarının oldukça üzerinde.
Ancak bu yüksek hızlar, bazı alandan ödünler gerektiriyor. Fotonik bileşenler, nano ölçekli CMOS transistörlere kıyasla hala çok daha büyük boyutlarda. Bu durum, yoğunluk konusunda önemli sınırlamalara yol açıyor. Bu nedenle araştırmacılar, boyutun daha az kısıtlayıcı olduğu veri merkezleri içindeki yüksek bant genişlikli bağlantılar ve yüksek performanslı bilgi işlem (HPC) sistemleri gibi uygulamalara odaklanıyor.
Belleğin, standart ve kolayca ölçeklenebilir GlobalFoundries'in Fotonix platformunda üretilmiş olması, teknolojinin gelecekte daha yaygın hale gelmesini kolaylaştırıyor. Bu, genellikle özel malzemeler veya özel üretim adımları gerektiren optik bellek araştırmalarının aksine, teknolojinin daha rahat bir şekilde çoğaltılması ve ölçeklenmesi anlamına geliyor.
Geliştirilen bu teknoloji, Uluslararası Elektron Cihazları Toplantısı'nda bilim dünyasıyla paylaşıldı.
