Как известно, эффективная передача информации внутри чипов и между ними сегодня является одним из основных узких мест на пути дальнейшего роста производительности компьютеров. Над решением этой проблемы — заменой электрических шин передачи данных оптическими — напряженно работают не только в IBM. Многое уже сделано — эффективные оптические волноводы, модуляторы сигнала и другие устройства большого телекоммуникационного хозяйства, которое нужно теперь разместить на невеликой площади чипа.
Одно из совершенно необходимых устройств — буфер для накопления данных перед пересылкой. Его роль может выполнять оптическая линия задержки, которую, как правило, изготавливают из обычного оптического волокна нужной длины. Но длинное волокно невозможно засунуть в чип. Чтобы обойти эту трудность, в IBM использовали последовательность кольцевых кремниевых волноводов диаметром всего 55 мкм. Проходя по кругу много раз, свет получает заметную задержку, а располагая последовательно до сотни таких колец, можно обеспечить необходимые параметры буферизации. Экспериментальное устройство с площадью менее одной десятой миллиметра уже способно запоминать до 10 бит оптической информации при скорости передачи данных до 20 гигабит в секунду.
Подобные кольцевые резонаторы и кремниевые волноводы ученые использовали и раньше, но только в IBM настолько усовершенствовали технологию, что сумели использовать до сотни таких колец с приемлемым уровнем оптических потерь и ошибок. Впрочем, авторы считают, что надо продолжать работу над улучшением параметров кремниевых оптических буферов и это только первая успешная демонстрация практической реализуемости концепции. Результаты работы опубликованы в первом номере нового журнала Nature Photonics, само появление которого свидетельствует о бурном росте этого направления компьютерных технологий. ГА
Физикам из Бостонского колледжа в Чеснот Хилле, штат Массачусетс, впервые удалось изготовить коаксиальный кабель для передачи видимого света. Эта технология способна произвести революцию во многих областях — от микроскопии и солнечной энергетики до телекоммуникаций и оптических компонент компьютеров.
Обычные коаксиальные кабели, которыми, например, телевизор подключают к антенне, обладают массой замечательных свойств. Они состоят из центрального проводника в изолирующем пластике, поверх которого идет второй цилиндрический проводник из плотной медной сетки или алюминиевой фольги с сеткой. Благодаря соосности двух проводников в таких кабелях почти нет потерь на излучение, а сигнал надежно защищен от внешних помех.
В коаксиальных кабелях электромагнитное поле распространяется по диэлектрику между проводниками. Причем длина волны поля может быть много больше диаметра кабеля. Метровый телесигнал легко «помещается» в кабель диаметром несколько миллиметров. Этим свойством коаксиалов и решили воспользоваться ученые. В качестве центрального проводника ученые применили углеродную нанотрубку, которую покрыли прозрачным диэлектриком — оксидом алюминия, а вокруг него расположили проводящий слой хрома. Расстояние между внутренним и внешним проводником кабеля всего 100 нм, а общий диаметр такого кабеля менее 300 нм. Но работает он в диапазоне длин волн света 380–750 нм!
Новый коаксиальный кабель не будет конкурировать с обычными оптическими волокнами. Их диаметр при передаче информации на большие расстояния не так уж и важен, а затухание сигнала пока вне конкуренции. В экспериментах длина оптического нанокабеля достигала полусотни микрон. Это не так и много, но уже достаточно, чтобы передавать информацию внутри чипа и решить массу других технологических проблем. Главное преимущество нового кабеля в том, что свет удается загнать в канал, диаметр которого заметно меньше длины волны.
Авторы надеются, что если слой диэлектрика заменить полупроводником, то можно будет создать эффективные солнечные элементы. А прикладывая к электродам кабеля напряжение, светом можно управлять, как в оптическом переключателе или модуляторе. И пока еще трудно себе вообразить все возможные применения нанокабеля, способного обойти ограничения привычной оптики. ГА
Три слоя оптического коаксиального кабелЯ: углеродная нанотрубка, оксид алюминия, хром
Ежегодно в первых числах января в Сан-Франциско проходит Macworld Conference amp; Expo — крупнейшая в мире выставка, посвященная продукции компании Apple и заточенным под нее решениям других фирм.
История выставки началась в 1985-м, а с 1997 года, после триумфального возвращения в Apple, Стив Джобс открывает Macworld Expo своей презентацией, на которой обычно анонсируются новые модели компьютеров Mac (например, в прошлом году Джобс показал публике первые iMac и MacBook Pro с процессором Intel) или обновления программного обеспечения (в 2000-м было объявлено о переходе на новый пользовательский интерфейс Aqua). В этом году выставка встречала посетителей плакатом «Первые тридцать лет были только началом. Добро пожаловать в 2007». Что скрывалось за этим рекламным слоганом, стало понятно уже через несколько часов.
Стив Джобс начал выступление со статистических данных, согласно которым половина Маков, продаваемых в США, приходится на так называемых свитчеров — «перебежчиков» из Windows-лагеря, после чего заинтриговал слушателей фразой «2007 год будет замечательным годом для Маков, но это все, что я скажу о них сегодня». И действительно, в течение оставшихся двух часов Джобс не произнес ни звука ни о грядущем релизе Mac OS X 10.5 Leopard, ни о восьмиядерных Mac Pro (которые, по словам одного авторитетного блоггера, уже готовы и ждут своего часа в Купертино), ни о новых версиях iLife и iWork. Презентация была целиком посвящена двум совершенно новым для Apple продуктам, которые призваны здорово изменить бизнес компании: долгожданному мобильнику iPhone и анонсированной еще в сентябре телевизионной приставке Apple TV, ранее известной под именем iTV.
Apple TV — это маленькая, но «талантливая» коробочка, с помощью которой можно передавать видео и музыку со своего компьютера, будь то Мак или PC, в систему домашнего кинотеатра или на обычный телевизор. Внутри Apple TV скрывается жесткий диск на 40 Гбайт, процессор от Intel и беспроводной адаптер Wi-Fi с поддержкой еще не до конца принятой спецификации IEEE 802.11n, которая предполагает передачу данных с максимальной скоростью 540 Мбит/с (в стандартных «бытовых» условиях ожидается примерно 200 Мбит/с). На задней стороне устройства находятся разъемы для подключения HDMI, компонентного видеокабеля, оптического аудиокабеля, стандартные аудио-"тюльпаны", а также порты Ethernet и USB 2.0. Помимо этого, Apple TV комплектуется пультом дистанционного управления Apple Remote.
Для того чтобы посмотреть новый фильм или эпизод телевизионного сериала, купленные в iTunes Store (а теперь фильмов там стало гораздо больше — Apple подписала контракт с киностудией Paramount), необходимо синхронизировать Apple TV с библиотекой iTunes на компьютере так же, как это происходит с плеером iPod. Пока неясно, с какими видеокодеками будет работать новое устройство: на сегодняшний день заявлена поддержка лишь H.264 (формат всех видео, продающихся в iTunes Store) и MPEG-4. Под большим вопросом остается поддержка технологии Flash Video, на которой работают сервисы Google Video и YouTube.
С одной стороны, компания наверняка захочет как можно сильнее ограничить пользователей в их стремлении смотреть через Apple TV бесплатное видео, ведь чем меньше возможностей скачать где-то эпизод телевизионного шоу, тем больше покупок будет сделано в фирменном магазине. С другой — если Apple откроет сторонним разработчикам исходный код пользовательского интерфейса Apple TV, то быстро появятся плагины, позволяющие просматривать контент многих онлайновых сервисов — например, видео с YouTube или фотографии с Flickr. Разреши Apple смотреть бесплатное видео из Интернета, и успех Apple TV окажется предопределен (именно доступность бесплатной музыки в формате mp3, вместе с удобством использования и огромной музыкальной библиотекой iTunes Store, сделали столь популярным плеер iPod). Что ж, ответы на эти вопросы мы узнаем в феврале, когда первые Apple TV появятся на американских прилавках по цене 300 долларов.