Trong tương lai không xa, công nghệ chế tạo các bộ vi xử lý sẽ có những chuyển biến hoàn toàn mới khi sử dụng chip ánh sáng và chuyển dữ liệu bằng hạt photon chứ không phải là các loại bóng bán dẫn và tín hiệu điện như bây giờ nữa. Theo ước tính của các chuyên gia hàng đầu trong lĩnh vực này thì những loại máy tính, điện thoại thông minh sẽ hưởng lợi lớn và tối thiểu sẽ nhanh gấp 20 lần so với ngày nay.

Bóng bán dẫn Silicon đang tiến gần tới giới hạn

Nếu là một người thường xuyên theo dõi các thông tin về công nghệ, các loại bộ vi xử lý bao gồm cả CPU hay GPU thì bạn sẽ dễ dàng nhận ra rằng những loại chip kể trên ngày một sử dụng những bóng bán dẫn nhỏ hơn, với mục đích tăng số lượng trên một chiếc 'đế' hạn chế. Điều này giúp cho các sản phẩm sau này càng lúc càng nhanh hơn, hiệu năng xử lý mạnh hơn và tốn ít điện hơn.

Trong một vài năm tới, chắc chắn các hãng lớn trong ngành sản xuất vi xử lý bán dẫn như Intel, AMD, Nvidia sẽ nhanh chóng tung ra sản phẩm sử dụng công nghệ bóng bán dẫn 14nm cho máy tính bàn còn những hãng chip di động Sam Sung và Qualcomm thì cũng đã có chip 10nm.

Bóng bán dẫn càng ngày càng nhỏ nhưng sẽ đến một giới hạn nhất định.

Các loại bóng bán dẫn (transistor) hiện tại được sử dụng trên các bộ vi xử lý được chế tạo từ silicon, và kích thước của một nguyên tử silicon là khoảng 0,2nm. Điều này có nghĩa là các loại chip trên có thể sử dụng công nghệ 7nm, 5nm trong tương lai gần, nhưng rồi sẽ chạm tới mốc 0,2nm và không thể nhỏ hơn được nữa.

Như vậy, tốc độ xử lý sẽ bị giới hạn lại về mặt vật lý và không thể khắc phục được, đây chính là lý do mà chip ánh sáng được nghiên cứu. Đây là loại công nghệ mà các bộ vi xử lý sẽ dùng ánh sáng cấu thành từ các hạt photon, sẽ nhanh hơn rất nhiều.

Tìm hiểu kỹ hơn về chip ánh sáng

Một bóng bán dẫn có 3 phần, tương tự như máy ảnh kỹ thuật số vậy. Đầu tiên thông tin sẽ đi qua ống kính - tương đương với 'nguồn' của transistor rồi tới sensor - tương đương 'kênh' của bán dẫn rồi được ghi vào thẻ nhớ - tương đương 'rãnh'. Với các tín hiệu điện như bây giờ thì các hạt electron sẽ đi qua quãng đường trên còn nếu là chip ánh sáng thì thay vào đó là photon.

Điểm ấn tượng nhất của công nghệ này là công nghệ ánh sáng nhanh hơn điện khoảng 20 lần ở môi trường truyền dẫn trong các con chip, do vậy kéo theo là tốc độ xử lý cũng được tăng thêm chừng đó nếu giữ nguyên chất lượng bóng bán dẫn silicon như hiện tại.

Theo ước tính nếu phát triển theo tín hiệu điện như bây giờ và giảm dần kích thước bóng bán dẫn thì phải 15 năm nữa mới có thể tăng tốc độ lên 20 lần như chuyển đổi sang ánh sáng. Ngoài ra, nguồn phát ánh sáng cũng đỡ tốn năng lượng và kém sinh nhiệt hơn nhiều so với dùng điện, do đó tiết kiệm được thêm kha khá thứ xung quanh.

Tạm kết: Khi nào thì mới được dùng chip ánh sáng trong máy tính?

Thực tế thì còn khá lâu nữa thì game thủ mới có cơ hội lắp chip ánh sáng vào máy tính của mình để phục vụ chiến game. Nguyên nhân thì có khá nhiều bởi không những phải phát triển CPU dùng công nghệ này hoạt động mượt mà còn phải tương thích với những hệ thống cũ vẫn chạy điện nữa.

Bạn chẳng thể nào một lúc biến ra được cả CPU, VGA rồi chip quản lý trên Mainboard, chip nhớ trên RAM cũng như rất rất nhiều linh kiện khác cùng sử dụng công nghệ ánh sáng cả nên áp dụng đồng thời rất khó. Chưa kể tới việc rủi ro trong quá trình sử dụng, tỷ lệ hỏng hóc và nhiều vấn đề khác nữa, gần như không thể kiểm soát ngay lập tức được.

Do vậy, việc ấn định một thời điểm chính xác để chip ánh sáng ra mắt, áp dụng vào cuộc sống thực quả thật là không thể biết chắc chắn được. Nhưng dù sao đây cũng là một công nghệ rất hứa hẹn, nghe qua là nhanh hơn tới 20 lần thôi cũng đủ thấy thích rồi.

Tham khảo: Sciencealert.

Tư vấn xây dựng cấu hình máy tính chơi game trong tầm giá từ 5 - 8 triệu đồng