Con chip có thể truyền toàn bộ dữ liệu Internet mỗi giây

Mới đây, các nhà khoa học đã tạo ra một vi xử lý có thể truyền tải 1,84 petabit/s (tương đương 230 TB/s) thông qua cáp quang học. Với tốc độ này, ta có thể tải 230 triệu tấm ảnh cùng một lúc và lượng dữ liệu của vi xử lý này thậm chí còn lớn hơn toàn bộ lưu lượng mà hệ thống Internet đang truyền tải mỗi giây.

Cụ thể, Asbjørn Arvad Jørgensen tại Đại học Kỹ thuật Đan Mạch (Technical University of Denmark - DTU) cùng với nhóm nghiên cứu đã sử dụng một con chip tích hợp quang tử để chia lượng dữ liệu thành hàng nghìn kênh truyền dẫn khác nhau và truyền tải chúng cùng một lúc qua một sợi cáp quang dài 7,9 km.

Cụ thể, nhóm các nhà khoa học đã chia dữ liệu thành 37 phần và gửi vào các lõi sợi quang học riêng. Mỗi kênh này lại tiếp tục được chia thành 223 đoạn dữ liệu nằm trong các dải quang phổ điện từ khác nhau.

Sau đó, họ đã sử dụng “lược tần số” (frequency comb) có trong vi xử lý để đẩy nhanh tốc độ truyền tải thông qua sợi cáp. Theo các nhà khoa học tại DTU, các điểm đỉnh của lược tần số sẽ cách đều nhau và tạo ra một dải màu đa sắc khi được tia hồng ngoại chiếu vào.

Mỗi màu sẽ đại diện cho một tần số khác nhau, hoàn toàn độc lập. Chúng được dùng để ghi nhớ dữ liệu, sau đó tái lập và truyền tải chúng thông qua cáp quang. Nhờ đó, một lượng lớn dữ liệu sẽ được tải qua từng màu sắc của lược tần số cùng một lúc mà không ảnh hưởng lẫn nhau, giúp đẩy nhanh lưu lượng tải của mỗi lõi dây.

Cuối cùng, cách làm này đã giúp các nhà khoa học truyền tải 230 TB/s, tương đương toàn bộ lưu lượng Internet hiện nay, chỉ qua một sợi cáp dài chưa đến 8 km.

Trước đó, các nhà nghiên cứu từng đạt tốc độ truyền tải lên đến 1332 TB/s nhưng phải sử dụng một thiết bị khổng lồ, rất cồng kềnh. Do đó, phát hiện này chính đã lập kỷ lục về lượng dữ liệu truyền qua chỉ với một con chip đơn.

Công nghệ này sẽ là cơ sở để tạo ra những vi xử lý nhỏ gọn khác có thể gửi nhiều những liệu hơn hiện tại, giúp giảm chi phí cho năng lượng và tăng băng tần.

Theo New Scientist, hiện không có bất cứ chiếc máy tính nào có thể cung cấp hoặc nhận về một lượng dữ liệu khổng lồ với tốc độ nhanh chóng như trong thí nghiệm này. Do đó, nhóm nghiên cứu đã phải truyền dữ liệu giả qua mọi kênh và dùng một kênh đầu ra duy nhất để xác nhận rằng toàn bộ dữ liệu đều đã được gửi đi và không bị hao hụt trên suốt quãng đường.

“Số dữ liệu chúng tôi truyền tải gấp đôi lưu lượng Internet hiện nay trên toàn thế giới. Đây là một con số khổng lồ nhưng chúng chỉ được truyền qua một sợi cáp rộng chưa đến một milimet vuông”, Jørgensen cho biết.

Hiện, vi xử lý này cần phải kết hợp một tia laser sáng liên tục để chia dải tần số thành nhiều màu khác nhau, giúp dữ liệu truyền dẫn qua từng màu. Nhưng theo chuyên gia, nó hoàn toàn có thể được tích hợp vào vi xử lý, giúp công nghệ này chỉ gói gọn trong kích thước một hộp diêm. Nếu làm được điều đó, con chip sẽ có thể truyền tải lượng dữ liệu gấp 8251 lần các thiết bị có cùng công nghệ ở thời điểm hiện tại, ông khẳng định.

Trước đó, Nhật Bản cũng từng lập kỷ lục khi truyền tải 319 tetrabit/s (khoảng 40 TB/s) nhưng vẫn chưa bằng 1/5 so với tốc độ của thí nghiệm tại DTU. Bên cạnh đó, các nhà khoa học tại Nhật Bản còn phải dùng đến một sợi cáp dài hơn 3.000 km mới truyền tải hết số dữ liệu này.

Song, giáo sư Leif Katsuo Oxenløwe cho rằng phương pháp dùng lược tần số vẫn còn đang trong giai đoạn phát triển nên con số 230 TB/s chỉ mới là khởi điểm. Tiềm năng của công nghệ này vẫn còn rất nhiều. “Tính toán của tôi cho thấy mỗi một con chip với tia laser có thể truyền tải hơn 1.000 TB/s”, giáo sư nói.

Oxenløwe cho biết hệ thống này sẽ giúp giảm thiểu lượng phát thải năng lượng của Internet vì chỉ cần một tia laser và con chip, toàn bộ dữ liệu trên toàn thế giới đã có thể đến khắp mọi nơi.