Nokia Bell Laboratuarlarındaki araştırmacılar, optik hesaplama ve veri işlemede önemli atılımlar yapabilecek, programlanabilir bir fotonik tetikleyici olan yeni bir tür optik bellek geliştirdiler. Bu bellek cihazı, optik bilgi işleme sistemlerinde geçici veri depolama sağlayarak, silikon fotonik kullanarak uçucu bellek için yüksek hızlı bir çözüm sunar.
Yeni entegre fotonik flip-flop, elektronik cihazlarda giriş sinyallerine göre ayarlama (1) ve sıfırlama (0) durumları arasında geçiş yaparak tek bir biti depolamak için kullanılan temel bir bellek cihazı olan ayarla-sıfırla flip-flop’tan sonra modellenmiştir.
“Son yıllarda optik iletişim ve bilgi işlemdeki önemli ilerlemelere rağmen, veri depolama öncelikle elektronik bellek kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Nokia Bell Laboratuvarlarından çalışma yazarı Farshid Ashtiani, “Optik işleme sistemleri ve iletişim veya algılamada kullanılan diğer optik sistemlerle kullanılabilecek hızlı optik belleğe sahip olmak, onları güç tüketimi ve bant genişliği açısından daha verimli hale getirecek” dedi.
Makalede araştırmacılar, programlanabilir bir silikon fotonik platform kullanarak fotonik tetikleyicinin çalışmasını gösterdikleri bir deneyi anlatıyorlar. Optik kurulum ve sıfırlama, tamamlayıcı çıkışlar, ölçeklenebilirlik ve dalga boyu bölmeli çoğullama (WDM) uyumluluğu gibi özellikler, bu yaklaşımı daha hızlı ve daha verimli optik işleme sistemleri için umut verici kılmaktadır.
“ChatGPT gibi büyük dil modelleri, öğrenmek ve yanıtlar oluşturmak için yinelemeli olarak gerçekleştirilen çarpma ve toplama gibi çok sayıda basit matematik işlemine dayanır. Bellek teknolojimiz, bu tür sistemler için verileri yüksek hızlarda saklayıp alabiliyor ve bu da çok daha hızlı operasyonlara olanak sağlıyor” diye açıkladı Ashtiani.
Yeni sistemin en önemli avantajlarından biri ölçeklenebilirliğidir. Her bellek bloğu bağımsız bir ışık kaynağına sahip olduğundan, optik güç kaybı yayılımı yoluyla karşılıklı etki olmadan birbirinden bağımsız çalışan birden fazla bellek bloğuna sahip olmak mümkündür. Bellek üniteleri ayrıca mevcut silikon fotonik sistemlerle birlikte tasarlanabilir ve çok yüksek verimle güvenilir bir şekilde oluşturulabilir.
Diğer bir avantaj ise fotonik hafıza cihazının WDM ile sorunsuz bir şekilde çalışmasına olanak tanıyan dalga boyu seçiciliğidir. Bunun nedeni, cihazın mikro halka modülatörlerinin belirli dalga boylarında çalışacak şekilde tasarlanmış olması ve tek bir depolama cihazında çok bitli veri depolamaya izin vermesidir. Ayrıca, modern dijital sistemlerin saat hızlarını aşan, onlarca pikosaniye cinsinden ölçülen hızlı bellek yanıt süreleri sağlar.
Gelecekte araştırmacılar teknolojiyi daha fazla sayıda depolama cihazına ölçeklendirmeyi ve özel fotonik bellek yongaları üretmeyi planlıyor. WDM uyumluluğuyla birleştiğinde bu, çip üzerinde fotonik bellek yoğunluğunun artmasına olanak tanıyacak. Hem fotonik hafıza devresini hem de onu kontrol etmek için gereken elektronikleri entegre etmek için tek bir üretim sürecini kullanmanın bir yolunu geliştirme planları da var.
