ڈیٹا سینٹرز اور اعلیٰ کارکردگی والے کمپیوٹرز جو مصنوعی ذہانت کے پروگرام چلاتے ہیں، جیسے کہ بڑے لینگویج ماڈل، ان کے انفرادی نوڈس کی سراسر کمپیوٹیشنل طاقت سے محدود نہیں ہیں۔ یہ ایک اور مسئلہ ہے – اعداد و شمار کی مقدار جو وہ نوڈس کے درمیان منتقل کر سکتے ہیں – جو “بینڈ وڈتھ کی رکاوٹ” کو ظاہر کرتا ہے جو فی الحال ان سسٹمز کی کارکردگی اور اسکیلنگ کو محدود کرتا ہے۔
ان نظاموں میں نوڈس کو ایک کلومیٹر سے زیادہ الگ کیا جا سکتا ہے۔ چونکہ دھاتی تاریں تیز رفتاری سے ڈیٹا کی منتقلی کے دوران برقی سگنلز کو حرارت کے طور پر منتشر کرتی ہیں، اس لیے یہ نظام فائبر آپٹک کیبلز کے ذریعے ڈیٹا منتقل کرتے ہیں۔ بدقسمتی سے، برقی ڈیٹا کو آپٹیکل ڈیٹا (اور دوبارہ واپس) میں تبدیل کرنے کے عمل میں بہت ساری توانائی ضائع ہوتی ہے کیونکہ سگنل ایک نوڈ سے دوسرے کو بھیجے جاتے ہیں۔
میں آج شائع ہونے والی ایک تحقیق میں نیچر فوٹوونکس، کولمبیا انجینئرنگ کے محققین نے نوڈس کو جوڑنے والی فائبر آپٹک کیبلز پر ڈیٹا کی بڑی مقدار کو منتقل کرنے کے لیے توانائی کے موثر طریقہ کا مظاہرہ کیا۔ یہ نئی ٹیکنالوجی ایک ہی فائبر آپٹک کیبلز پر بیک وقت متعدد سگنل منتقل کرنے کی پچھلی کوششوں پر بہتر ہوتی ہے۔ روشنی کی ہر طول موج پیدا کرنے کے لیے ایک مختلف لیزر کا استعمال کرنے کے بجائے، نئے چپس کو روشنی کی سینکڑوں الگ طول موج پیدا کرنے کے لیے صرف ایک لیزر کی ضرورت ہوتی ہے جو بیک وقت ڈیٹا کے آزاد سلسلوں کو منتقل کر سکتی ہے۔
ڈیٹا کی منتقلی کے لیے ایک آسان، زیادہ توانائی کا موثر طریقہ
ملی میٹر پیمانے کے نظام میں ویو لینتھ-ڈویژن ملٹی پلیکسنگ (WDM) نامی ایک تکنیک اور کیر فریکوئنسی کومبس کہلانے والے آلات استعمال کیے جاتے ہیں جو ان پٹ پر روشنی کا ایک رنگ لیتے ہیں اور آؤٹ پٹ پر روشنی کے بہت سے نئے رنگ بناتے ہیں۔ مائیکل لپسن، ہیگنس پروفیسر آف الیکٹریکل انجینئرنگ اور اپلائیڈ فزکس کے پروفیسر، اور الیگزینڈر گیٹا، ڈیوڈ ایم رکی، اپلائیڈ فزکس اینڈ میٹریلز سائنس اور الیکٹریکل انجینئرنگ کے پروفیسر کی طرف سے تیار کردہ کیر فریکوئنسی کومبس نے محققین کو واضح سگنل بھیجنے کی اجازت دی۔ روشنی کی الگ اور درست طول موج، ان کے درمیان جگہ کے ساتھ۔
“ہم نے تسلیم کیا کہ یہ آلات آپٹیکل کمیونیکیشن کے لیے مثالی ذرائع بناتے ہیں، جہاں کوئی روشنی کے ہر رنگ پر آزاد معلوماتی چینلز کو انکوڈ کر سکتا ہے اور انہیں ایک ہی آپٹیکل فائبر پر پھیلا سکتا ہے،” سینئر مصنف کیرن برگمین، کولمبیا انجینئرنگ میں الیکٹریکل انجینئرنگ کے پروفیسر چارلس بیچلر کہتے ہیں۔ جہاں وہ کولمبیا نینو انیشی ایٹو کی فیکلٹی ڈائریکٹر کے طور پر بھی کام کرتی ہیں۔ یہ پیش رفت سسٹمز کو متناسب طور پر زیادہ توانائی استعمال کیے بغیر تیزی سے زیادہ ڈیٹا منتقل کرنے کی اجازت دے سکتی ہے۔
ٹیم نے روشنی پیدا کرنے کے لیے ہر کنارے پر تقریباً چند ملی میٹر چپس پر تمام آپٹیکل اجزاء کو چھوٹا کیا، انہیں برقی ڈیٹا کے ساتھ انکوڈ کیا، اور پھر آپٹیکل ڈیٹا کو ٹارگٹ نوڈ پر ایک برقی سگنل میں تبدیل کیا۔ انہوں نے ایک نیا فوٹوونک سرکٹ آرکیٹیکچر وضع کیا جو ہر چینل کو انفرادی طور پر ڈیٹا کے ساتھ انکوڈ کرنے کی اجازت دیتا ہے جبکہ پڑوسی چینلز کے ساتھ کم سے کم مداخلت ہوتی ہے۔ اس کا مطلب ہے کہ روشنی کے ہر رنگ میں بھیجے جانے والے سگنل گدلا نہیں ہوتے اور وصول کنندہ کے لیے اس کی تشریح کرنا اور اسے واپس الیکٹرانک ڈیٹا میں تبدیل کرنا مشکل نہیں ہوتا۔
مطالعہ کے سرکردہ مصنف اینتھونی ریزو کہتے ہیں، “اس طرح سے، ہمارا نقطہ نظر موازنہ کرنے والے طریقوں سے کہیں زیادہ کمپیکٹ اور توانائی سے بھرپور ہے،” جس نے یہ کام برگمین لیب میں پی ایچ ڈی کے طالب علم کے دوران کیا اور اب یو ایس ایئر میں ریسرچ سائنسدان ہیں۔ فورس ریسرچ لیبارٹری انفارمیشن ڈائریکٹوریٹ۔ “یہ پیمانہ کرنا بھی سستا اور آسان ہے کیونکہ سلکان نائٹرائڈ کومب جنریشن چپس کو معیاری CMOS فاؤنڈریوں میں گھڑا جا سکتا ہے جو مہنگی وقف III-V فاؤنڈریوں کے بجائے مائیکرو الیکٹرانکس چپس بنانے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔”
ان چپس کی کمپیکٹ نوعیت انہیں کمپیوٹر الیکٹرانکس چپس کے ساتھ براہ راست انٹرفیس کرنے کے قابل بناتی ہے، جس سے توانائی کی کل کھپت بہت کم ہو جاتی ہے کیونکہ الیکٹریکل ڈیٹا سگنلز کو دسیوں سینٹی میٹر کے بجائے صرف ملی میٹر کے فاصلے پر پھیلانا ہوتا ہے۔
برگمین نے نوٹ کیا، “یہ کام جو ظاہر کرتا ہے وہ نظام کی توانائی کی کھپت کو ڈرامائی طور پر کم کرنے کے ساتھ ساتھ کمپیوٹنگ کی طاقت میں اضافہ کے ساتھ ساتھ، مصنوعی ذہانت کی ایپلی کیشنز کو کم سے کم ماحولیاتی اثرات کے ساتھ تیزی سے بڑھنے کی اجازت دیتا ہے۔”
دلچسپ نتائج حقیقی دنیا کی تعیناتی کی راہ ہموار کرتے ہیں۔
تجربات میں، محققین 16 گیگا بٹس فی سیکنڈ فی طول موج کے لیے 512 Gb/s کی کل سنگل فائبر بینڈوتھ کے لیے روشنی کی 32 الگ الگ طول موج کے لیے ایک ٹریلین منتقل شدہ ڈیٹا میں سے ایک بٹ سے بھی کم غلطی کے ساتھ منتقل کرنے میں کامیاب ہوئے۔ یہ رفتار اور کارکردگی کی ناقابل یقین حد تک اعلیٰ سطح ہیں۔ ڈیٹا منتقل کرنے والی سلیکون چپ کی پیمائش صرف 4 ملی میٹر x 1 ملی میٹر تھی، جب کہ چپ جس نے آپٹیکل سگنل حاصل کیا اور اسے برقی سگنل میں تبدیل کیا جس کی پیمائش صرف 3 ملی میٹر x 1 ملی میٹر تھی — دونوں ہی انسانی ناخن سے چھوٹے تھے۔
“جبکہ ہم نے ثبوت کے اصولی مظاہرے میں طول موج کے 32 چینلز کا استعمال کیا، ہمارے فن تعمیر کو 100 سے زیادہ چینلز کو ایڈجسٹ کرنے کے لیے پیمانہ بنایا جا سکتا ہے، جو کہ معیاری کیر کومب ڈیزائنز کی پہنچ کے اندر ہے،” ریزو نے مزید کہا۔
ان چپس کو انہی سہولیات کا استعمال کرتے ہوئے من گھڑت بنایا جا سکتا ہے جو معیاری صارف لیپ ٹاپ یا سیل فون میں پائی جانے والی مائیکرو الیکٹرانکس چپس بنانے کے لیے استعمال کی جاتی ہیں، جو حجم کی پیمائش اور حقیقی دنیا میں تعیناتی کے لیے ایک سیدھا راستہ فراہم کرتی ہیں۔
اس تحقیق کا اگلا مرحلہ فوٹوونکس کو چپ پیمانے پر ڈرائیونگ اور کنٹرول الیکٹرانکس کے ساتھ مربوط کرنا ہے تاکہ سسٹم کو مزید چھوٹا کیا جا سکے۔
>Source link>
>>Join our Facebook Group be part of community. <<