Повысить производительность компьютеров способны оптические устройства

Наука и жизньHi-Tech

Оптический компьютер стал ближе

Кандидат физико-математических наук Алексей Понятов

Современные компьютеры построены на электронных элементах, использующих для своей работы электрический ток. Однако при его протекании выделяется тепло, которое становится главным ограничителем увеличения быстродействия компьютеров за счёт возрастания тактовой частоты процессоров. Чем больше эта частота, тем больше быстродействие, но одновременно больше выделяется и тепла, которое приводит к нарушению работоспособности устройств. Поэтому тактовая частота современных процессоров, как правило, ограничена несколькими гигагерцами.

В перспективе повысить производительность на несколько порядков способны оптические устройства, в которых электрические токи заменят лучи лазеров. Но желательно, чтобы логика вычислений в них осталась прежней. Это позволит применить в фотонных вычислительных машинах все разработки и достижения, которые сейчас используют для электронных машин.

Процессоры компьютеров состоят из огромного количества транзисторов, сгруппированных в базовые элементы, выполняющие элементарные логические операции, хорошо знакомые всем «И» («AND»), «ИЛИ» («OR»), «НЕ» («NOT») и др. Такие элементы получили название «логические вентили». На их входы подаются сигналы, соответствующие «0» и «1» (это может быть отсутствие и наличие светового импульса), а на выходе после определённых преобразований выводится также «0» или «1». Например, вентиль «НЕ» превращает «0» в «1» и наоборот. Сложные цифровые схемы из множества разнообразных вентилей позволяют процессорам выполнять всё то многообразие действий, с которыми мы имеем дело на практике.

Среди логических вентилей существуют так называемые универсальные. Это означает, что, оперируя только ими, можно построить схемы, выполняющие остальные логические операции. Использование только одного вентиля увеличивает сложность схем, тем самым снижая их надёжность и быстродействие, зато создание такого вентиля делает принципиально возможным конструирование процессора. К универсальным относится, в частности, вентиль «NOR», эквивалентный операции «ИЛИНЕ» с логической формулой NOT (A OR B). Его таблица истинности приведена на рисунке.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

О чём пишут научно-популярные журналы мира О чём пишут научно-популярные журналы мира

Столкнется ли галактика Андромеды с Млечным Путем и чем опасно таяние ледников

Наука и жизнь
Грибы Грибы

Полны белка и клетчатки: чем полезны грибы и как их готовить?

Здоровье
Пять мифов о кондиционерах Пять мифов о кондиционерах

Из-за каких мифов многие по старинке боятся кондиционеров?

Здоровье
Правда ли, что OLED-экраны мониторов и телевизоров выгорают? Правда ли, что OLED-экраны мониторов и телевизоров выгорают?

Выгорание OLED-экранов: оправданы ли страхи в действительности?

CHIP
Слово о погибели земли русской Слово о погибели земли русской

План общемонгольского Западного похода был утверждён на курултае 1235 года

Дилетант
Языки на грани Языки на грани

Треть преподаваемых в школах РФ языков находится под угрозой исчезновения

Ведомости
«Стекло в пуантах — прошлый век» «Стекло в пуантах — прошлый век»

Почему в профессии балерины так важны верные партнеры и любовь к своему делу

OK!
Тихая охота Тихая охота

Как правильно и безопасно собирать грибы осенью

Лиза
Вода в топливном баке: чем опасна, как убрать и чем это лучше сделать Вода в топливном баке: чем опасна, как убрать и чем это лучше сделать

Как действовать, если вода в значимых количествах попала в бензобак?

РБК
Пластыри от прыщей: как они устроены и действительно ли помогают избавиться от высыпаний Пластыри от прыщей: как они устроены и действительно ли помогают избавиться от высыпаний

Работают ли патчи от прыщей или это просто маркетинг?

ТехИнсайдер
Последнее думающее поколение. Кто на самом деле воспитывает наших детей Последнее думающее поколение. Кто на самом деле воспитывает наших детей

Как ИИ становится цифровым воспитателем

Inc.
Сергей Довлатов: зумер среди классиков Сергей Довлатов: зумер среди классиков

О роли Сергея Довлатова в литературе и причинах его современности

Правила жизни
Законы подземных мелодий Законы подземных мелодий

Репортаж из столичного метро: чем живут музыканты под землей

Монокль
Премиальный минимализм Премиальный минимализм

Эта ванная — пример идеального премиального минимализма

Идеи Вашего Дома
Юлия Миндубаева: Наша цель – совместными усилиями развивать рынок Юлия Миндубаева: Наша цель – совместными усилиями развивать рынок

Что поможет привлечь на рынок онлайн-кинотеатров новые деньги

Ведомости
Повышенная тревожность Повышенная тревожность

Почему дети начинают тревожиться, и чем тут могут помочь взрослые?

Здоровье
Девелоперы избавляются от офисов Девелоперы избавляются от офисов

Объем офисов на продажу в Москве за год увеличился более чем на треть

Ведомости
Оправданны ли траты: почему брекеты стоят так дорого? Оправданны ли траты: почему брекеты стоят так дорого?

Почему брекеты стоят так дорого и на чем нельзя экономить при лечении

ТехИнсайдер
Другая история Другая история

Человеческому терпению нет предела, но это явно не тот случай!

Знание – сила
Разведка дрейфом: что наука ищет в Арктике Разведка дрейфом: что наука ищет в Арктике

Российские учёные изучают Арктику, чтобы понять будущее Северного морского пути

Монокль
ESG-принципы российских агрохолдингов ESG-принципы российских агрохолдингов

Что поможет привлечь инвестиции в устойчивое сельское хозяйство?

Агроинвестор
Выживет ли грузинский прагматизм Выживет ли грузинский прагматизм

Как Тбилиси не остаться на обочине и сохранить взвешенную внешнюю политику

Монокль
Красота Красота

Новейшие технологии, научные открытия, драгоценные ингредиенты бьюти-индустрии

RR Люкс.Личности.Бизнес.
Инвестиции в эпоху снижения ставок: где искать прибыль Инвестиции в эпоху снижения ставок: где искать прибыль

О том, идет ли переток депозитов в инструменты фондового рынка

Деньги
Кардиналы визажа Кардиналы визажа

Как менялись мейкап-тенденции в ХХ–ХХI веках

Moodboard
Горы зовут Горы зовут

Ради чего стоит ехать на два самых популярных курорта Карачаево-Черкесии

Лиза
Валентин Гафт. Круглосуточный артист Валентин Гафт. Круглосуточный артист

«Он был артистом, художником до мозга костей. Фальши не выносил на дух»

Коллекция. Караван историй
Чертополох в золоте: как заработать на украшениях из листьев и растений Чертополох в золоте: как заработать на украшениях из листьев и растений

Как не просто сохранить, но и масштабировать хендмейд бизнес

Inc.
Российский траст Российский траст

Что такое личный фонд и как он реализовывается

Деньги
Каждый третий сотрудник хочет работать без звонков и чатов хотя бы один день в неделю Каждый третий сотрудник хочет работать без звонков и чатов хотя бы один день в неделю

Каждый четвертый сотрудник в России устраивает себе «дни тишины»

Inc.
Открыть в приложении