Dunia komputasi berada di ambang
lompatan transformasi besar, karena para peneliti di California Institute of
Technology (Caltech) telah memperkenalkan komputer berbasis optik sepenuhnya
yang mampu mencapai kecepatan clock lebih dari 100 GHz. Teknologi baru ini
berpotensi merevolusi industri yang memerlukan pemrosesan data secara real-time
dan bisa menjadi awal era baru dalam komputasi ultra-cepat.
Kecepatan clock pada komputer
menentukan seberapa cepat ia dapat menjalankan instruksi, menjadikannya faktor
penting dalam kinerja. Secara historis, kecepatan clock telah meningkat secara
bertahap mengikuti Hukum Moore. Namun, peningkatan ini stagnan sekitar 5 GHz
pada awal 2000-an. Ada dua hambatan besar yang menghentikan kemajuan lebih
lanjut.
Hambatan pertama adalah skala
Dennard, yang menyatakan bahwa mengecilkan ukuran transistor akan menjaga
efisiensi. Namun, transistor yang lebih kecil justru mengalami kebocoran arus,
yang menyebabkan konsumsi daya lebih tinggi. Pada saat yang sama, hambatan von Neumann membatasi kecepatan transfer data
antara memori dan prosesor.
Tantangan-tantangan ini memperlambat aplikasi yang membutuhkan pemrosesan
dengan kecepatan ultra-tinggi. Namun, semua ini mungkin akan segera berubah,
menurut sebuah studi pra-publikasi yang ditampilkan di arXiv. Hadirnya komputer
berbasis optik sepenuhnya dengan kecepatan 100 GHz menawarkan desain yang
mengatasi keterbatasan ini dengan menggunakan cahaya alih-alih listrik sebagai
sumber daya.
Inti dari komputer baru ini
adalah implementasi optik dari jaringan saraf berulang (recurrent neural
network). Perangkat ini beroperasi sepenuhnya dalam domain optik,
menggunakan pulsa laser untuk memproses data. Salah satu komponen utamanya
adalah rongga optik (optical cavity), yang berfungsi sebagai memori dan
lapisan komputasi. Di sini, sinyal cahaya didaur ulang dan dimanipulasi dengan
kecepatan luar biasa, yang ditentukan oleh frekuensi pulsa laser.
Arsitektur ini memungkinkan
komputer berbasis optik untuk melakukan tugas seperti klasifikasi sinyal,
prediksi deret waktu, dan pembuatan gambar dengan kecepatan dan efisiensi yang
tak tertandingi. Berbeda dengan desain tradisional, pendekatan optik menghilangkan
hambatan yang berkaitan dengan transfer data dan kepadatan daya.
Komputer seperti ini dapat
merevolusi telekomunikasi berkecepatan tinggi, pencitraan ultra-cepat, dan
kecerdasan buatan generatif (generative AI), terutama jika dikombinasikan
dengan gerbang logika yang ditingkatkan oleh beberapa peneliti. Selain itu, kendaraan otonom dapat mengandalkan
teknologi ini untuk pengambilan keputusan dalam hitungan detik, yang semakin
meningkatkan keandalan kendaraan listrik otonom.
Ke depan, para peneliti bertujuan untuk mengintegrasikan teknologi ini ke
dalam sistem yang lebih kecil dan dapat diskalakan menggunakan bahan canggih
seperti lithium niobate berbasis film tipis. Tentu saja, mengembangkan komputer
berbasis optik sepenuhnya dengan kecepatan 100 GHz menjadi level yang ramah
konsumen adalah tantangan lain, dan para peneliti jelas akan menghadapi banyak
pekerjaan di depan mereka.
Namun, jika mereka berhasil, kita akan melihat komputer super cepat yang belum pernah terbayangkan sebelumnya.
Tambahkan Komentar Baru