عنق الزجاجة في الربط البيني

تتمثل مشكلة عنق الزجاجة في التوصيلات البينية في القيود المفروضة على أداء الدوائر المتكاملة (IC) نتيجةً للقيود المفروضة على سرعة التوصيلات بين المكونات، مقارنةً بالسرعة الداخلية للمكونات. في عام 2006، تم التنبؤ بأنها ستصبح "أزمة وشيكة" بحلول عام 2010. ^{[ 1 ]}

لقد تحقق تحسين أداء أنظمة الحاسوب، إلى حد كبير، من خلال تصغير الحد الأدنى لحجم المكونات في الدوائر المتكاملة. يسمح هذا للمكون الأساسي في الدوائر المتكاملة، وهو الترانزستور ، بالعمل بتردد أعلى، مما يُمكّنه من إجراء المزيد من العمليات الحسابية في الثانية. مع ذلك، يؤدي تصغير الحد الأدنى لحجم المكونات أيضًا إلى زيادة كثافة الأسلاك في المعالج الدقيق ، مما يزيد من السعة الطفيلية وتأخير انتشار الإشارة. ونتيجة لذلك، يصبح التأخير الناتج عن الاتصال بين أجزاء الشريحة مُقاربًا لتأخير الحساب نفسه. تُعرف هذه الظاهرة باسم "عنق الزجاجة في التوصيلات البينية"، وهي تُصبح مشكلة رئيسية في أنظمة الحاسوب عالية الأداء. ^{[ 2 ]}

علاوة على ذلك، لا يقتصر الأمر على التأخير وحده الذي يتسبب في فشل الاتصال البيني. فمع ارتفاع معدل نقل البيانات إلى عشرات أو حتى مئات الجيجابت في الثانية، يظهر تأثير السطح. ويتدهور الجزء عالي التردد من الإشارة بشكل كبير عند عبوره خطًا نحاسيًا محوريًا.

يمكن التغلب على هذه المشكلة المتعلقة بالوصلات البينية باستخدام وصلات بصرية بدلاً من الوصلات المعدنية الطويلة. ^{[ 3 ]} تعد هذه الوصلات الهجينة البصرية/الإلكترونية بأداء أفضل حتى مع التصاميم الأكبر حجمًا. تُستخدم البصريات على نطاق واسع في الاتصالات بعيدة المدى؛ إلا أنها لم تُستخدم بعد على نطاق واسع في الوصلات بين الرقاقات أو داخل الرقاقة الواحدة، لأنها (في نطاق السنتيمتر أو الميكرومتر) غير قابلة للتصنيع الصناعي بعد، نظرًا لارتفاع تكلفة التكنولوجيا وعدم نضجها الكامل. مع انتقال الوصلات البصرية من تطبيقات شبكات الحاسوب إلى الوصلات على مستوى الرقاقة، أصبحت المتطلبات الجديدة لكثافة اتصال عالية وموثوقية محاذاة فائقة الأهمية للاستخدام الفعال لهذه الوصلات. لا تزال هناك العديد من التحديات المتعلقة بالمواد والتصنيع والتغليف في دمج التقنيات البصرية والإلكترونية.

• الحافلة (الحوسبة)
• إنفيني باند
• الوصلات البينية (الدوائر المتكاملة)
• شبكة على شريحة
• وصلة بصرية
• شبكة بصرية على شريحة
• الفوتونيات
• ذاكرة الوصول العشوائي §  جدار الذاكرة
• هندسة فون نيومان المعمارية