Tiến bộ mới về mạng quang học sử dụng silicon

Nhóm các giáo sư và sinh viên trường ĐH Stanford đã tìm ra được phương pháp để tạo ra một bộ xử lý từ các thành phần silicon và germanium, có khả năng xử lý các nhiệm vụ lớn tương đương với công nghệ mạng quang học đắt tiền và cồng kềnh.

Ông James Harris, một giáo sư cơ khí điện tử và là một thành viên trong nhóm nghiên cứu nói: "Lợi ích của phát minh này là chúng tôi không cần phải đưa một vật liệu mới nào vào quy trình sản xuất silicon". Nhóm của ông đã công bố khám phá của mình trên số mới nhất của tạp chí khoa học Nature.

Ông Harris và nhóm của mình đã tạo ra một bộ điều biến silicon germanium, hoạt động như một kiểu màn trập ánh sáng để tách một chùm tia laser thành hàng tỷ bit dữ liệu mỗi giây. Bộ điều biến này có thể hấp thu hoặc để lọt qua một cách có chọn lọc các chùm ánh sáng, phân biệt các bit dữ liệu số (tương đương với các giá trị 0 và 1).

Các mạng quang học gồm có các chùm sáng laser lóe lên hoặc tắt đi, gửi các chùm sáng qua các sợi cáp quang học dài hàng km để mang theo các giao dịch viễn thông. Các chùm sáng sau đó sẽ được chuyển thành các tín hiệu điện tử chạy qua các dây dẫn điện vào máy tính. Thiết bị mạng quang học bao gồm các bộ phận trị giá lên tới hàng nghìn USD. Chúng thường được dùng để định tuyến luồng dữ liệu qua mạng Internet ở quy mô quốc gia.

Các mạng máy tính hiện nay có thể truyền dữ liệu ở tốc độ 10Gb/giây. Và chúng sử dụng các bộ xử lý được chế tạo từ các vật liệu như indium phosphide và gallium arsenide, rất đắt tiền. Nhưng ông Harris cho biết bộ điều biến silicon germanium mà nhóm của ông chế tạo có bề dày bằng một phần triệu mét và có thể hoạt động với tốc độ hơn 100 tỷ lần/giây, cao hơn các mạng hiện nay khoảng 50 lần.

Sẽ phải mất nhiều năm nữa để đưa phát minh này vào cuộc sống và bước đột phá của các nhà khoa học trường ĐH Stanford cũng mới chỉ là một bộ phận của cả quá trình. Tuy nhiên các nhà khoa học rất tin tưởng rằng với tiến độ nghiên cứu hiện nay, họ sẽ nhanh chóng đạt được thành quả mong muốn. Ông Harris nói: "Nhu cầu đang ngày càng trở nên cấp thiết hơn. Khối lượng thông tin tăng lên sẽ gia tăng sức ép lên mạng truyền thông".

Một vài công ty như Intel, đã triển khai nghiên cứu dạng công nghệ này từ nhiều năm nay với hy vọng sẽ "silicon hóa" các mạng quang học. Các nhà khoa học của hãng Intel cho biết họ đã đạt được một số tiến bộ trong việc chế tạo phiên bản silicon của các thiết bị mạng quang học.

Ông Harris nói rằng để đưa được sản phẩm ra thị trường sẽ còn phải mất nhiều năm nữa và tùy thuộc vào tiến độ nghiên cứu tạo ra tia laser từ silicon của các nhóm khác. Ông cho biết nhóm nghiên cứu trường ĐH Stanford đã mất một năm để thực hiện dự án này, mặc dù đây là lĩnh vực mà ông đã bắt đầu nghiên cứu từ năm 1982.

Ông Dave Bursky, biên tập viên của tờ Electronic Design cho rằng triển vọng của phát minh này là rất đáng khích lệ, tuy nhiên ông cũng nói rằng sẽ cần thêm nhiều thời gian nữa thì mới có thể đưa ra được các sản phẩm thực tế. Tuy nhiên, ông cũng lưu ý rằng hiện vẫn còn rất nhiều năng lực mạng bị lãng phí, và bởi vậy vấn đề này chưa phải là cấp bách.

Còn ông Harris thì hoàn toàn tin tưởng rằng một ngày nào đó, công nghệ mới này sẽ có mặt trong các mạng máy tính trên khắp thế giới.

Nguồn: Silicon Valley/www.nhandan.com.vn/khoagiao, 28-10-05