Souhrn
Inženýři náhodně objevili způsob, jak vytvořit miniaturní fotonický čip schopný generovat spektrum laserových paprsků různých barev. Technologie nazývaná frekvenční hřeben, která dosud vyžadovala velké a drahé laserové systémy, byla poprvé úspěšně implementována na jediném čipu. Tento průlom by mohl pomoci datovým centrům efektivněji zvládat rostoucí objemy dat spojených s umělou inteligencí.
Klíčové body
- Nový fotonický čip kombinuje průmyslový laser s přesně navrženým optickým obvodem, který světlo tvaruje, stabilizuje a rozděluje do více rovnoměrně rozmístěných barev
- Každé barevné pásmo představuje optickou frekvenci schopnou přenášet vlastní datový tok, což umožňuje mnohem rychlejší přenos dat než současné optické sítě využívající jednovlnné laserové pulzy
- Objev vznikl náhodou při vývoji vylepšené technologie lidar pro měření vzdáleností
- Frekvenční hřeben dosud vyžadoval velké a nákladné laserové systémy a zesilovače, nyní se podařilo tuto technologii zmenšit na jediný čip
- Technologie by mohla výrazně snížit energetickou náročnost datových center obsluhujících AI aplikace
Podrobnosti
Frekvenční hřeben je speciální typ laserového světla složený z více barev neboli frekvencí, které jsou rovnoměrně rozmístěny napříč optickým spektrem. Při zobrazení na spektrogramu se tyto frekvence jeví jako špičky připomínající zuby hřebenu. Vrchol každého “zubu” představuje stabilní, přesně definovanou vlnovou délku schopnou přenášet informace nezávisle na ostatních.
Klíčovou vlastností je, že vlnové délky jsou uzamčeny jak ve frekvenci, tak ve fázi, což znamená, že jejich vrcholy zůstávají dokonale sladěny a navzájem si nepřekážejí. Tato vlastnost umožňuje přenášet mnohem více dat současně než tradiční optické systémy.
Výzkumný tým původně pracoval na zlepšení technologie lidar, která využívá laserové pulzy k měření vzdálenosti na základě času potřebného k cestě k objektu a zpět. Při snaze vytvořit výkonnější lasery schopné zachytit detailní data z větších vzdáleností tým zpozoroval, že čip rozděluje světlo do více barev. Tento nečekaný jev vedl k vývoji kompaktního frekvenčního hřebenu.
Pro datová centra, která čelí exponenciálnímu růstu datových požadavků způsobených AI aplikacemi, představuje tato technologie potenciální řešení. Současné optické sítě, včetně optických vláken, přenášejí data pomocí jednovlnných laserových pulzů, což omezuje jejich kapacitu. Nový čip by mohl umožnit paralelní přenos dat na více vlnových délkách současně, čímž by výrazně zvýšil propustnost a efektivitu.
Proč je to důležité
Rostoucí energetická náročnost AI představuje jeden z hlavních problémů současného technologického průmyslu. Datová centra obsluhující velké jazykové modely a další AI aplikace spotřebovávají obrovské množství energie nejen na výpočty, ale i na přenos dat mezi servery a úložišti. Miniaturizace frekvenčního hřebenu na jediný čip by mohla výrazně snížit jak energetickou náročnost, tak náklady na infrastrukturu.
Technologie má potenciál transformovat nejen datová centra, ale i další oblasti využívající optické přenosy dat. Skutečnost, že objev vznikl náhodou při vývoji lidar systémů, ukazuje na možné další aplikace v autonomních vozidlech, robotice a dalších oblastech vyžadujících přesné měření vzdáleností a rychlý přenos dat.
Zdroj: 📰 Live Science
| 