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정보 (및 수학) 빛의 속도로 동작하는 차세대 컴퓨터
2015.05.31 18:35
빛의 속도로 동작하는 차세대 컴퓨터http://mirian.kisti.re.kr/futuremonitor/view.jsp?cn=GTB2015050349&service_code=03 |
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| KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2015-05-25 | |
| 유타대학교(University of Utah)의 엔지니어들은 현재 기계들보다 수백만 배의 속도로 빠르게 동작할 수 있는 차세대 컴퓨터와 모바일 기기를 개발하기 위한 연구를 진행하고 있다. 유타대학교의 엔지니어들은 초소형 빔스플리터를 개발하였다. 이것은 현재 존재하는 것 중에 가장 작은 것으로서 광파를 두 개의 분리된 정보 채널로 분리하는 것이다. 이 기기는 연구원들이 실리콘 광자칩을 더 빨리 개발할 수 있게 해주는 것으로서 전자 대신에 빛을 가지고 데이터를 계산하고 전달하는 것이다. 전기 및 컴퓨터공학과 교수인 Rajesh Menon과 그의 동료들은 이 연구개발을 네이처 포토닉스(Nature Photonics) 저널에 발표하였다. 실리콘 광자는 슈퍼컴퓨터, 데이터센터 서버 및 자율주행 자동차와 드론에게 충돌 감지를 안내할 수 있는 전문화된 컴퓨터와 같은 것들에 파워와 기계의 속도를 상당히 증가시킬 수 있다. 결국 이 기술은 가정 내 컴퓨터와 모바일기기에 적용될 수 있을 것이며, 게임부터 비디오 스트리밍에 이르는 애플리케이션을 향상시킬 수 있을 것이다. “빛은 정보를 전달하는데 사용될 수 있는 가장 빠른 도구이다. 그러나 이러한 정보는 당신의 랩탑에 도달하게 되었을 때 전자로 변환되어야만 한다. 이와 반대가 되면, 속도가 느려지게 된다. 비전은 빛으로 모든 것을 하고 있다“ 고 Menon이 말했다. 빛의 광자들은 광통신 네트워크를 이용하여 인터넷으로 정보를 전달하게 된다. 그러나 데이터 스트림이 집이나 사무실에 도달하게 되면, 빛의 광자들은 라우터에 도달하기 전에 전자로 변환되어야 하거나 컴퓨터가 정보를 처리할 수 있어야 한다. 이러한 문제점들은 데이터 스트림이 컴퓨터 프로세서 내에서 빛으로 존재하게 된다면 제거될 수 있을 것이다. “모든 빛을 가지고, 컴퓨팅은 결국 수백 배의 속도로 더 빨라질 수 있게 될 것”이라고 Menon이 말했다. 이러한 기술에 도움이 되도록 유타대학교 엔지니어들은 실리콘 칩의 최상위에 더 작은 형태의 편광 빔 스플리터를 만들었다. 이것은 마치 바코드와 같이 보여지며, 안내를 받은 입력되는 빛을 두 개의 구성요소로 나눌 수 있게 된다. 이전에 빔 스플리터는 100x100 마이크론 이상의 크기를 가졌다. 그러나 스플리터를 디자인하는 새로운 알고리즘 덕분에 Menon의 연구팀은 2.4x2.4 마이크론으로 축소시킬 수 있었다. 이 크기는 사람 머리카락 두께의 15분의 1 정도이며, 물리적으로 가능한 제한에 거의 근접한 것이다. 빔 스플리터는 다른 방법으로 광파를 안내하기 위해서 실리콘 칩 위에 위치한 여러 개의 수동 소자들 중에 단지 하나가 될 것이다. 그것의 크기를 축소시킴으로써 연구원들은 단일 칩 위에 수백 만 개의 기기들을 넣을 수 있게 될 것이다. 잠재적인 혜택은 처리 속도 이외에도 많을 것이다. 유타대학교 연구팀의 디자인은 저렴한 가격에 생산할 수 있을 것이다. 왜냐하면, 실리콘 칩을 생산하기 위해서 기존의 제조기술을 사용하기 때문이다. 그리고 광자칩이 전자 대신에 광자를 이동시키기 때문에, 이러한 기술을 가지고 만들어질 수 있는 스마트폰 또는 태블릿과 같은 모바일 기기들은 파워를 적게 소비하며, 더 오랜 수명의 배터리를 가지고, 기존의 모바일 기기보다 더 적게 열을 발생할 수 있게 될 것이다. 실리콘 광자를 사용하는 첫 번째 슈퍼컴퓨터는 이미 인텔과 IBM과 같은 회사에서 개발되고 있으며, 부분적으로 전자제품에 존재하고 있는 하이브리드 프로세서를 사용하게 될 것이다. Menon은 그의 빔 스플리터가 약 3년 정도 안에 이러한 컴퓨터에서 사용될 수 있을 것이라고 믿고 있다. 컴퓨터들 간의 더 빠른 연결이 요구되는 데이터 센터에서도 또한 이 기술이 구현될 수 있을 것이라고 그가 말했다. 이 연구논문의 공동저자는 동료 연구원인 Randy Polson 및 박사 과정학생 Bing Shen과 Peng Wang이 포함되어 있다. |
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자료를 가져가실 때에는 출처 KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』을 밝혀 주시기 바랍니다.
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