Công nghệ chip mới tăng hiệu suất gấp 50 lần

Máy tính ngày nay đã rất khác biệt so với máy tính từ thập niên 40 của thế kỷ trước, cả về kích cỡ lẫn sức mạnh, tuy nhiên cách thức truyền tải dữ liệu thì vẫn như cũ, với các tín hiệu điện được truyền trong dây dẫn kim loại (dây đồng).

Các nhà khoa học của 3 trường Đại học Mỹ, bao gồm Học viện công nghệ Massachusetts (MIT), Đại học California-Berkeley và Đại học Colorado-Boulder đã xây dựng thế hệ chip máy tính và smartphone mới với khả năng truyền dữ liệu bằng ánh sáng, giúp tăng tốc độ truyền tải dữ liệu và tiết kiệm năng lượng tiêu thụ.

Bên trong máy tính và smartphone ngày nay các tín hiệu điện truyền dữ liệu thông qua các dây kim loại, nhằm liên kết vi xử lý với bộ nhớ, ổ cứng lưu trữ, cổng USB hay mạng... Tuy nhiên, đối với khoảng cách lớn, từ thành phố này đến thành phố khác hoặc từ quốc gia này sang quốc gia khác... dữ liệu được truyền thông qua sợi cáp quang, giúp truyền dữ liệu khối lượng lớn với tốc độ nhanh, tuy nhiên công nghệ này thì không hề rẻ.

Các nhà nghiên cứu của 3 trường Đại học kể trên hy vọng sẽ thay đổi điều đó với các lượng tử ánh sáng được tích hợp trực tiếp vào chip để có thể gửi và nhận tín hiệu ánh sáng. Về cơ bản, công nghệ silicon lượng tử ánh sáng không làm cho vi xử lý hoạt động nhanh hơn, mà thay vào đó sẽ làm tăng tốc độ truyền tải dữ liệu, để không làm lãng phí thời gian nhàn rỗi và từ đó cải thiện hiệu suất tổng thể của hệ thống.

Theo các nhà khoa học, công nghệ mới này có thể tăng tốc độ truyền tải dữ liệu lên gấp 10 đến 50 lần so với hiện nay. Không giống với việc truyền dữ liệu qua tín hiệu điện bằng dây kim loại (dây đồng), công nghệ mới này chỉ cần lượng nhỏ năng lượng, để chip có thể hoạt động và phát đi tín hiệu ánh sáng. Do vậy công nghệ này sẽ giúp tiết kiệm năng lượng tiêu thụ hơn.

Nếu các nhà khoa học mang thành công nguyên mẫu của thế hệ vi xử lý mới này ra khỏi phòng thí nghiệm và áp dụng thực tế thì người dùng chính là những người được hưởng lợi cuối cùng. Đối với máy tính cá nhân và smartphone, thế hệ vi xử lý lượng tử ánh sáng có thể tăng tốc độ truyền tải và xử lý dữ liệu mà không làm tăng mức độ tiêu thụ pin. Trong khi đó đối với các trung tâm dữ liệu, nơi mà các máy chủ phải xử lý một lượng dữ liệu lớn, thế hệ vi xử lý ánh sáng mới này có thể làm tăng tốc độ xử lý, từ đó đáp ứng nhanh hơn các truy vấn từ phía người dùng, giúp tăng tốc độ các dịch vụ trực tuyến như mạng xã hội Facebook, tìm kiếm Google...

Theo Giáo sư Vladimir Stojanovic của trường Đại học California-Berkeley, người đứng đầu công trình nghiên cứu này thì xây dựng thế hệ chip xử lý đầu tiên giao tiếp với bên ngoài bằng ánh sáng là một cột mốc quan trọng, tuy nhiên thách thức lớn nhất đó là phát triển công nghệ với chi phí thấp, do vậy công nghệ này sẽ được áp dụng đầu tiên tại các trung tâm dữ liệu trước khi được áp dụng rộng rãi đến người dùng cá nhân.

“Chúng tôi hy vọng sẽ ứng dụng công nghệ mới này vào các trung tâm dữ liệu với chi phí đủ rẻ để có thể thâm nhập vào thị trường PC và smartphone cá nhân”, Giáo sư Vladimir Stojanovic chia sẻ.

Trước đó, công nghệ liên quan có tên gọi lượng tử ánh sáng silicon đã được hai hãng công nghệ lớn là Intel và IBM tập trung nghiên cứu, nhưng cho đến nay công nghệ này vẫn chưa đủ khả thi để thương mại hóa. Trong khi đó, các nhà khoa học thuộc 3 trường Đại học kể trên tự tin rằng cá phiên bản thử nghiệm có tính thương mại của thế hệ chip máy tính mới này sẽ sẵn sàng vào đầu năm 2017.

T.Thủy