"Chip" Komputer Berbasis Laser

Sejauh ini, komputer yang memiliki inti prosesor (core) banyak dan memori besar diklaim mampu memproses data dengan cepat. Prosesor bertugas membagi kerja pemrosesan data ke seluruh komponen komputer, sedangkan memori berperan menyimpan data yang sedang diproses oleh prosesor. 

Namun, beberapa inti prosesor dan sel-sel memori yang masih terbuat dari tembaga ternyata merupakan hambatan untuk mentransfer data. Hambatan itu berupa beban panas (termal) ketika prosesor bekerja dan lebar pita (bandwidth) yang terbatas dalam suatu koneksi melalui sebuah jaringan (network).

“Transmisi sinyal melalui kabel tembaga memperlambat kecepatan komputer karena adanya beban termal dan bandwidth yang terbatas,” jelas Direktur Jülich Peter Grünberg Institute, Prof Detlev Grützmacher, seperti dikutip Science Daily, Senin (19/1).

Selain memperlambat kinerja komputer, sinkronisasi antarsirkuit yang terbuat dari tembaga ternyata boros energi. Sinkronisasi antarsirkuit menggunakan energi hingga 30 persen selama komputer beroperasi. Menjawab permasalahan tersebut, para peneliti dari Forschungszentrum Jülich dan Paul Scherrer Institute di Swiss bekerja sama dengan mitra internasional membuat semikonduktor yang terdiri hanya dari unsur golongan utama IV (dalam tabel sistem periodik). Golongan utama yang sering disebut pula golongan A merupakan bagian dari 114 unsur kimia yang ada di alam semesta.

Tim peneliti membuat chip silikon dari bahan germanium-timah (GeSn) yang mampu menyerap dan memancarkan cahaya dalam rentang panjang gelombang sekitar tiga mikrometer. Germanium (Ge) adalah metaloid berkilau dengan karakteristik keras, berwarna abu-abu keputihan yang termasuk dalam golongan karbon. Adapun timah (Sn) merupakan logam post-transisi keperakan dengan karakteristik dapat ditempa (malleable), tidak mudah teroksidasi dalam udara sehingga tahan karat, dan digunakan untuk melapisi logam lainnya untuk mencegah karat.

“Kandungan timah yang tinggi menentukan sifat optik. Untuk kali pertama, kami mampu memperkenalkan lebih dari 10 persen timah ke kisi kristal tanpa kehilangan kualitas optik,” kata Stephan Wirths . 

Dasar Baru

Penggunaan bahan germanium-timah merupakan dasar baru transmisi data pada sebuah chip komputer melalui cahaya. Disebut dasar baru karena telah banyak dilakukan penelitian secara intensif pembuatan chip, namun belum kompatibel dengan sumber laser. Tim peneliti dari Forschungszentrum Jülich dan Paul Scherrer Institute merekayasa sifat material dari germanium sehingga mampu memperkuat sinyal optik sebagai sumber laser.

“Kami mampu menunjukkan bahwa senyawa germanium-timah dapat memperkuat sinyal optik, serta menghasilkan sinar laser,” papar peneliti dari Laboratorium Mikro dan Nanoteknologi, Dr Hans Sigg. Fungsi laser sejauh terbatas pada suhu rendah sampai minus 183 derajat Celsius. “Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa kami bekerja dengan sistem tes yang tidak dioptimalkan,” tambah Dr Dan Buca. Kemampuan transfer data chip silikon dengan bahan germanium-timah diklaim lebih cepat daripada kabel tembaga. Bahan semikonduktor itu juga dapat mentransmisi data melalui cahaya pada komponen yang berbeda-beda secara cepat dan efisien. Selain itu, lebih hemat energi ketimbang penggunaan kabel tembaga.  awm/ AR-4

Menguji Kecepatan Kabel Optik 

Para teknisi Intel tengah berusaha membuat komputasi jauh lebih efisien. Mereka memperkenalkan teknologi untuk mentransfer data dengan komponen optik. Terobosan baru ini sebagai upaya penyesuaian komponen optik dan laser ke chip silikon yang terkait sinyal elektronik. Hasil penelitian Intel yang disebut Silicon Photonics dapat mengirimkan data dengan kecepatan 100 gigabit per detik pada seutas kabel berdiameter lima milimeter. Kecepatan tersebut melampaui penggunaan kabel tembaga terbaik yang mentranfer data 40 gigabit per detik. “Kami meluncurkan ini di produksi massal, dan Intel telah memutuskan untuk membuat investasi yang signifikan,” kata ketua penelitian Silicon Photonics, Mario Paniccia, beberapa waktu lalu.

Kabel optik tersebut dapat menggantikan lebih dari 10 kabel tembaga yang digunakan untuk menghubungkan server. Teknologi Silicon Photonics juga dapat digunakan untuk menggantikan kabel jaringan Ethernet konvensional. Intel telah mengembangkan sebuah papan sirkuit kecil yang dapat ditambahkan ke server untuk meng-upgrade ke teknologi optik. Bagian yang paling penting dari papan sirkuit kecil itu adalah modul kompak yang mengandung satu atau lebih dari chip silikon yang dapat mengkonversi sinyal elektronik komputer bolak-balik. Di antara komponen optik di dalam chip silikon tersebut terdapat empat laser yang dapat mengalirkan data hingga 25 gigabit per detik. Adapun pada sebuah “kartu” bisa memiliki lebih dari satu chip silikon optik di atasnya, tergantung berapa banyak bandwidth yang dibutuhkan. 

sumber:http://koran-jakarta.com/?27477-%E2%80%9Cchip%E2%80%9D%20komputer%20berbasis%20laser