গত ছয় দশক ধরে সেমিকন্ডাক্টর শিল্প চলেছে ইলেকট্রনিক ট্রানজিস্টরের ক্ষুদ্রকরণের ওপর ভিত্তি করে। কিন্তু আধুনিক মাইক্রোপ্রসেসর ও কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তার সুপারকম্পিউটারগুলো এখন এক চরম বাধার মুখে পড়েছে: সাধারণ তামার তার দিয়ে উচ্চ গতির ডেটা পাঠালে অতিরিক্ত তাপ তৈরি হয় এবং সংকেতের গতি মন্থর হয়ে যায়। এই সমস্যার চূড়ান্ত সমাধান এনেছে সিলিকন ফোটোনিক্স (Silicon Photonics): চিপের ভেতরের তামার তারের বদলে আলোর অপটিক্যাল ওয়েভগাইড বসিয়ে আলোর গতিতে ডেটা আদান-প্রদান করা।

১. সিলিকন-অন-ইনসুলেটর (SOI) প্ল্যাটফর্ম

টেলিযোগাযোগে ব্যবহৃত ১৫৫০ ন্যানোমিটার তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলোতে সিলিকন স্ফটিক কাচের মতোই পুরোপুরি স্বচ্ছ। সিলিকন-অন-ইনসুলেটর প্রযুক্তিতে কাচের (সিলিকন ডাই-অক্সাইড) স্তরের ওপর একটি অতি-পাতলা সিলিকনের স্তর বসানো হয়। সিলিকনের উচ্চ প্রতিসরাঙ্কের ((n approx ৩.৪৮)) কারণে আলো মাত্র ৪৫০ ন্যানোমিটারের ক্ষুদ্র ওয়েভগাইডের মধ্যে নিখুঁতভাবে আটকে থাকে এবং চিপের মধ্যে লক্ষ লক্ষ অপটিক্যাল উপাদান বসানো যায়।

২. প্লাজমা ডিসপার্শন ও তড়িৎ-অপটিক্যাল মড্যুলেশন

সিলিকনের মাধ্যমে আলোকে মড্যুলেট করার জন্য ব্যবহার করা হয় প্লাজমা ডিসপার্শন প্রভাব। সিলিকনের ভেতরে রিভার্স-বায়াসড পি-এন জংশন ডায়োড তৈরি করে ইলেকট্রন ও হোলের ঘনত্ব পরিবর্তন করা হয়। চার্জের এই অতি-দ্রুত হ্রাস-বৃদ্ধি সিলিকনের প্রতিসরাঙ্ককে সেকেন্ডে শত কোটি বার পরিবর্তন করতে পারে।

৩. ম্যাক-জেন্দার অপটিক্যাল মড্যুলেটর (MZM)

প্রতিসরাঙ্কের এই পরিবর্তনকে সংকেতে রূপান্তর করতে ব্যবহৃত হয় ম্যাক-জেন্দার ইন্টারফেরোমিটার। একটি লেজার রশ্মিকে দুটি শাখায় ভাগ করে এক শাখায় বৈদ্যুতিক সংকেত প্রয়োগ করা হয়। দুটি শাখার আলোর মধ্যে যখন (pi) (১৮০ ডিগ্রি) দশা-পার্থক্য ঘটে, তখন তাদের ধ্বংসাত্মক ব্যতিচারের কারণে আলো সম্পূর্ণ নিভে যায় ((০)), আর দশা মিললে আলো পূর্ণ শক্তিতে বের হয় ((১))। এইভাবে কম্পিউটার তার সমস্ত বাইনারি ডেটা সেকেন্ডে ১০০ গিগাবাইট গতিতে লেজার রশ্মির ওপর এনকোড করে।

৪. কো-প্যাকেজড অপটিক্স (CPO) ও এআই ক্লাস্টার

আধুনিক লার্জ ল্যাঙ্গুয়েজ মডেল (LLM) প্রশিক্ষণের জন্য হাজার হাজার জিপিইউ-এর মধ্যে ডেটা আদান-প্রদানের প্রয়োজন হয়। বর্তমানে কো-প্যাকেজড অপটিক্স (CPO) প্রযুক্তিতে সিলিকন ফোটোনিক্স চিপকে সরাসরি জিপিইউ প্রসেসরের গায়ে একই প্যাকেজে বসিয়ে দেওয়া হয়। এর ফলে বিদ্যুৎ খরচ ৯০% কমে যায় এবং এআই নেটওয়ার্কগুলো আলোর গতিতে ডেটা স্থানান্তর করতে পারে।

শাকিল মাহমুদ সজল

শাকিল মাহমুদ সজল

সফটওয়্যার প্রকৌশলী ও লেখক, ঢাকা, বাংলাদেশ। কম্পিউটার বিজ্ঞান, পদার্থবিজ্ঞান, ইতিহাস ও ভাবনার সমন্বয়ে ব্যক্তিগত নোট ও প্রবন্ধ সংকলন।