محققان چینی از راهکار جدیدی برای ساخت تراشه‌های قدرتمندتر و کم‌مصرف‌تر پرده‌برداری کردند
درحالی‌که اینتل و سامسونگ و TSMC برای اثبات این مسئله با یکدیگر رقابت می‌کنند که قانون مور همچنان می‌تواند برای ساخت تراشه‌های سریع‌تر و کارآمدتر استفاده شود، محققان چینی به مجموعه تحقیقات روبه‌رشدی اشاره کرده‌اند که نشان می‌دهد استفاده از شتاب‌دهنده‌های ریاضی ماتریسی که مدارهای الکترونیکی و فوتونیک را یکپارچه می‌کنند، به ساخت پردازنده‌هایی با عملکرد بهتر و مصرف انرژی کمتر منجر خواهد شد.
این نتیجه‌گیری درباره‌ی مزایای تراشه‌های به‌اصطلاح اپتوالکترونیک (Optoelectronic Chips) ماه جاری در مجله‌ی معتبر Advanced Photonics منتشر شد. گفتنی است دو نفر از دانشگاهیان آکادمی علوم چین و دانشگاه پکن این بررسی را انجام داده‌اند.
رهبران اصلی تحقیق درباره‌ی پردازندههای اپتوالکترونیک Pengfei Xu و Zhiping Zhou استدلال می‌کنند که ممکن است استفاده از این نوع تراشه‌ها برای انجام انواع محاسبات همه‌منظوره منطقی نباشند؛ اما درباره‌ی حل مسائل ماتریسی که در بارهای کاری سنگین مثل هوش مصنوعی، شبیه‌سازی و رندرگرافیکی بسیار مهم هستند، می‌توان از آن‌ها بهره گرفت؛ زیرا ازنظر مصرف انرژی و قدرت عملکرد بر پردازندههای سنتی برتری دارند و درواقع، قدرت محاسباتی بیشتری ارائه می‌دهند. این دو محقق می‌گویند:
معتقدیم که اپتوالکترونیک مبتنی‌بر سیلیکون پلتفرم امیدوارکننده و جامعی برای انجام محاسبات ماتریسی همه‌منظوره در دوران پس از قانون مور است.
TheRegister می‌نویسد مقاله‌ی Pengfei Xu و Zhiping Zhou تجزیه‌وتحلیلی از این موضوع است که پس از پیشرفت‌های اخیر در محاسبات ماتریس فوتویک در چه مرحله‌ای قرار خواهیم گرفت. محققان برای باورند که تراشه‌های الکترونیکی نوری بر تراشه‌های رایانه‌ای معمولی در سه بخش برتری دارد: سرعت انتقال داده و تأخیر کمتر و مصرف انرژی کمتر. این دو محقق در بخشی از مقاله‌ی خود توضیح می‌دهند:
فرستنده‌های نوری روی تراشه‌ی جایگزین به‌جای مدارهای فرستنده و گیرنده‌ی الکترونیکی که همیشه تشنه‌ی مصرف انرژی هستند، راهکاری مناسب برای کاهش مصرف انرژی و تقویت حرکت داده‌ها میان پردازنده‌ها و حافظه و سخت‌افزارهای جانبی محسوب می‌شوند.
محققان چینی به چندین نشانه از پیشرفت در توسعه‌ی فناوری‌های لازم برای تبدیل تراشه‌های الکترونیک نوری به محصولات واقعی اشاره کرده‌اند که شامل نمایش تراشه‌ی فوتونی‌الکترونیکی یکپارچه با بیش از ۷۰ میلیون ترانزیستور و ۸۵۰ جزء فوتونیکی با پهنای باند حافظه‌ی ۵۵ گیگابایت‌برثانیه است که سال ۲۰۱۵ ساخته شده بود. علاوه‌براین، استارتاپ بوستون Lightmatter پردازنده‌ای ساخته است که از ASIC و یک هسته‌ی فوتونیک بهره می‌برد و می‌تواند عملکرد درخورتوجهی برای عملیات ضرب ماتریس‌بردار ارائه دهد.
محققان مشاهده کردند با بهره‌برداری از مزایای نور در محاسبات ماتریس خطی، هسته‌ی فوتونیک می‌تواند عملکرد محاسباتی را بهبود دهد. این درحالی است که مدارهای الکترونیکی برای انجام سایر عملیات‌های غیرخطی مثل مدارهای محرک، محاسبات و منطق، ذخیره‌سازی داده‌ها و... ضروری هستند.
فرض بر این است که تراشه‌های الکترونیکی نوری می‌توانند به‌ویژه برای محاسبه‌های ماتریسی در مقیاس بزرگ مفید واقع شوند؛ زیرا کل انرژی مصرفی چنین تراشه‌هایی صرفاً متناسب با طول جانبی یک ماتریس است که باعث می‌شود در این زمینه با پردازندههای الکترونیکی کاملاً در تضاد باشند؛ جایی‌که مصرف انرژی با افزایش تعداد کل عناصر موجود در ماتریس بیشتر می‌شود.
یافته‌های محققان تا این مرحله نشان می‌دهد در آینده، حداقل برخی از کامپیوترها و سرورها از تراشه‌های الکترونیکی‌نوری برای تأمین قدرت پردزاشی موردنیاز برنامه‌های کاربردی استفاده خواهند کرد و اگر قانون مور واقعاً روزی به‌پایان برسد، امکان دارد حتی بهتر از پردازندههای معمولی کامپیوترها کار کنند. البته برای رسیدن به هدف اشاره‌شده، این نوع تراشه‌ها باید از مرحله‌ی آزمایشگاهی عبور کنند و در سطح تجاری تولید و عرضه شوند.
