Laser wielkości bakterii kroi energię komputerów o połowę!
Centra danych na świecie pożerają prąd porównywalny z zużyciem całego państwa średniej wielkości – a zwykły laptop podczas gry nagrzewa się do 90 stopni Celsjusza.
Czy da się o połowę zmniejszyć głód energetyczny komputerów, nie tracąc prędkości?
Dotychczasowe próby zastępowania prądu światłem kończyły się klęską. Elektroniczne połączenia między rdzeniami procesora generują ogromne straty na ciepło i blokują transfer danych powyżej prędkości światła w miedzi. Lasery optyczne próbowano wpychać na chipy, lecz były za duże, zbyt prądożerne i nie działały stabilnie w temperaturze pokojowej – ich światło rozlewało się bezużytecznie.
Przełom nastał w laboratorium DTU. Badacze z Danii skonstruowali nanolaser w cienkiej membranie z fosforku indowego, z kwantowymi studniami. Kluczowa nanocavity – pułapka na światło – skupia fotony i elektrony w mostku o szerokości zaledwie 80 nanometrów, poniżej granicy dyfrakcji. Gdy oświetlony wiązką, generuje spójny strumień światła przy progowej mocy zaledwie 5 kW/cm², w temperaturze pokojowej. Wyobraź sobie wąski lej wlewający wodę do mikroskopijnej rurki: wszystko trafia precyzyjnie, bez rozlewania się na boki. Tysiące takich laserów zmieści się na jednym chipie, przesyłając dane fotonami zamiast elektronów – z niemal zerową stratą energii. Jesper Mørk z DTU szacuje: to halved zużycie prądu w komputerach.
Dzięki pasywacji powierzchni – szczelnemu zamknięciu nośników – rekombinacja spada dramatycznie, co czyni laser ultrastabilnym. W testach wykazał wąską linię widmową poniżej 0,02 nm i minimalny przesunięcie termiczne.
A gdyby tak wpakować te lasery do smartfonów i serwerów AI?
Źródło: https://www.miragenews.com/microscopic-laser-can-halve-computers-energy-use-1618732
