ΑΠΘ: Η γρηγορότερη µνήµη RAM στον κόσµο είναι ελληνική!

Πρωτοπορούν σε παγκόσµιο επίπεδο οι ερευνητές του ΑΠΘ, οι οποίοι κατάφεραν να δηµιουργήσουν τη γρηγορότερη µνήµη RAM στον κόσµο, που αποθηκεύει φως αντί για ηλεκτρικό ρεύµα. Μέλη της Ερευνητικής Οµάδας Ασύρµατων και Φωτονικών Συστηµάτων και Δικτύων του ΑΠΘ, έπειτα από µία δεκαετία πειραµάτων και προσπαθειών, κατάφεραν να αντικαταστήσουν την ηλεκτρονική µνήµη µε ένα αντίστοιχο κύκλωµα οπτικής µνήµης RAM τυχαίας προσπέλασης, η οποία υποστηρίζει ταχύτητες ανάγνωσης και εγγραφής δεδοµένων της τάξης των 10Gb/s.

Οι ερευνητές κατάφεραν να επιτύχουν διπλάσια ταχύτητα από αυτή των πιο γρήγορων RAM που κατασκευάζονται από παγκοσµίου φήµης εταιρείες πληροφορικής, όπως η Intel και η IBM. Για την εφαρµογή εξέφρασαν ενδιαφέρον αµερικανικές εταιρείες, µετά την παρουσίαση που πραγµατοποιήθηκε πριν από λίγες ηµέρες στο Σαν Χοσέ στη Σίλικον Βάλεϊ στην Καλιφόρνια.

Τρεις οµάδες σε µία

Η ερευνητική οµάδα αποτελείται από τον δρα Χρήστο Βαγιωνά, τη δρα Θεόνη Αλεξούδη, τον υποψήφιο διδάκτορα Αποστόλη Τσακυρίδη, τον επίκουρο καθηγητή του Τµήµατος Πληροφορικής του ΑΠΘ, Νίκο Πλέρο, και την αναπληρώτρια καθηγήτρια του Τµήµατος Πληροφορικής του ΑΠΘ, Αµαλία Μήλιου. «Είναι η πρώτη φορά σε παγκόσµιο επίπεδο που φτάνουµε σε τέτοιες ταχύτητες. Η χρήση της εφαρµογής σε υπερυπολογιστές είναι προφανής. Μπορούµε να πάµε σε µεγάλες ταχύτητες, γεγονός που δηµιουργεί νέα δεδοµένα στην επεξεργασία δεδοµένων» λέει στο «Εθνος» η δρ Αλεξούδη, από την Καβάλα, η οποία σε ηλικία µόλις 33 ετών έχει ήδη στην πλάτη της σχεδόν µία δεκαετία στην πρωτοποριακή έρευνα που ξεκίνησε το 2009-2010 και µπήκε σε νέα φάση το 2015 µε τη συγκρότηση της Ερευνητικής Οµάδας Ασύρµατων Συστηµάτων και Δικτύων του ΑΠΘ.

Για τη δηµιουργία της οµάδας χρειάστηκε ουσιαστικά να συνενωθούν τρεις ερευνητικές οµάδες, του επίκουρου καθηγητή Νίκου Πλέρου και της αναπληρώτριας καθηγήτριας Αµαλίας Μήλιου από το Τµήµα Πληροφορικής, του επίκουρου καθηγητή Κωνσταντίνου Βυρσωκινού από το Τµήµα Φυσικής και του καθηγητή Λεωνίδα Γεωργιάδη από το Τµήµα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών.

Η εφαρµογή στην οποία κατέληξαν οι ερευνητές του ΑΠΘ ήδη προκαλεί παγκόσµια εντύπωση. Σε συνέδριο το οποίο πραγµατοποιήθηκε τον Μάιο στο Σαν Χοσέ στη Σίλικον Βάλεϊ στην Καλιφόρνια µετείχε ο δρ Βαγιωνάς, ο οποίος και παρουσίασε τα εντυπωσιακά αποτελέσµατα της έρευνας που ολοκληρώθηκε στα µέσα Απριλίου. Το ενδιαφέρον ήταν µεγάλο από αµερικανικές εταιρείες, αφού η ανακοίνωση του δρος Βαγιωνά προκάλεσε εντύπωση. Ο ίδιος σε δηλώσεις του διευκρίνισε πως προς το παρόν η εξέλιξη αφορά τους υπερυπολογιστές και θα χρειαστεί να περάσει καιρός για να έχει απλή εµπορική χρήση.

«Συνήθως απαιτείται τουλάχιστον µία δεκαετία, µέχρις ότου τεχνολογίες που χρησιµοποιούνται σε υπερυπολογιστές να φτάσουν σε οικιακούς υπολογιστές, που ο κάθε καταναλωτής µπορεί να έχει στο γραφείο ή το σπίτι του» δήλωσε ο κ. Βαγιωνάς. «Οι οπτικές τεχνολογίες άρχισαν πολύ πρόσφατα να µπαίνουν στους υπολογιστές. Εχουν αναπτύξει και άλλα πανεπιστήµια λύσεις, αλλά είναι πιο απλές, δηλαδή δεν αποτελούν ολόκληρη µνήµη RAM. Εµείς έχουµε αναπτύξει µια ολοκληρωµένη λύση, ουσιαστικά αναρτήσαµε ένα πρότυπο µνήµης RAM ενός bit, που έχει τη δυνατότητα να εκτελεί όλες τις λειτουργίες» προσέθεσε. Η δηµιουργία της γρηγορότερης µνήµης RAM στον κόσµο αποτελεί προϊόν µακρόχρονης προσπάθειας της ερευνητικής οµάδας του ΑΠΘ που είχε ξεκινήσει το 2009 και υπόσχεται να αντιµετωπίσει το πρόβληµα του «Τείχους Μνήµης».

Το πρόβληµα υφίσταται διότι οι ταχύτητες των µνηµών τυχαίας προσπέλασης RAM αυξάνουν για περισσότερα από 30 χρόνια µε πολύ πιο αργό ρυθµό από τις αντίστοιχες ταχύτητες των επεξεργαστών, µε αποτέλεσµα να δηµιουργείται ένα συνεχώς αυξανόµενο χάσµα µεταξύ των επιδόσεων των επεξεργαστών και των RAM. Και αυτό διότι ο επεξεργαστής θα πρέπει να «περιµένει» να λάβει δεδοµένα από την αργή µνήµη, µε συνέπεια να µην µπορεί να τα επεξεργαστεί γρήγορα και να καθυστερεί τις υπόλοιπες διεργασίες.

Οπτικοί διακόπτες

Η «καρδιά» της οπτικής µνήµης RAM αποτελείται από γρήγορους οπτικούς διακόπτες, το αντίστοιχο των ηλεκτρονικών τρανζίστορ στη φωτονική τεχνολογία, διασυνδεδεµένους σε µια πρότυπη οπτική διάταξη δύο καταστάσεων, του «0» και του «1», ενώ ένας τρίτος οπτικός διακόπτης ελέγχει αν θα εκτελεστεί η λειτουργία της ανάγνωσης ή της εγγραφής στη µνήµη. Καθώς το φως δεν µπορεί να «εγκλωβιστεί» χωρικά και, κατά συνέπεια, να αποθηκευτεί µε την ίδια ευκολία που αυτό είναι εφικτό στα ηλεκτρόνια και στις ηλεκτρονικές µνήµες, η ερευνητική οµάδα υλοποίησε µια τεχνική που αξιοποιεί δύο αλληλοεξαρτώµενα, αλλά διαφορετικά µήκη κύµατος: όταν το ένα µήκος κύµατος κυριαρχεί µέσα στην προτεινόµενη συσκευή-µνήµη, τότε αναγκάζει το άλλο να παραµένει σβηστό, οπότε αντιστοιχώντας τα ψηφία 1 και 0 στα δύο διαφορετικά µήκη κύµατος επιτυγχάνεται ψηφιακή αποθήκευση. Στο µέλλον προβλέπονται ακόµα καλύτερες επιδόσεις, καθώς η ερευνητική οµάδα σκοπεύει να µελετήσει οπτικές µνήµες υψηλότερης χωρητικότητας, µε πολλαπλά κύτταρα µνήµης, που εκµεταλλεύονται τα διαφορετικά µήκη κύµατος του φωτός. Η οµάδα του ΑΠΘ όµως δεν σταµατά εδώ. «Σε βάθος τριετίας σκοπεύουµε αφενός να αναπτύξουµε πολλαπλά bits µνήµης και να δείξουµε όλες τις λειτουργικές δυνατότητες και αφετέρου να εργαστούµε πάνω στη γρήγορη µεταφορά δεδοµένων σε routers και network switches» δήλωσε ο κ. Βαγιωνάς.