Moskisvet.com
image (28)

Visoki obrati

V čipih namesto bakra optična vlakna

R.B.
06. 12. 2010 09.13
2

Sveti gral informacijske tehnologije je prehod na hitrejše vodnike, za katere ne potrebujemo veliko električne energije. Optika je na sceni že veliko let, vendar v procesorjih še kraljuje baker na siliciju.

Vendar ima baker svoje omejitve. Kot prevodnik malce zavira električni signal, saj ima prevodnost 56,9 milijona S/m, kar je še vedno manj kot pri srebru in nekaterih drugih materialih.  Seveda pa se sama hitrost električnega signala ne more primerjati s hitrostjo in energetsko učinkovitostjo svetlobe, ki se giblje po steklenih vlaknih.

Optična vlakna so že dolgo v uporabi, saj so jih za medicinske namene začeli uporabljati že v petdesetih letih prejšnjega stoletja. Najprej so bila namenjena za popolnoma 'analogen' prenos slike (zrcaljenje slike okoli 'ovinkov') v primeru sondiranja požiralnika in nižjih prebavnih poti (gastroskopija), nato pa so s prihodom digitalne dobe odkrili, da s primernimi pretvornimi oddajniki in sprejemniki digitalnega signala lahko prenašajo podatke s svetlobno hitrostjo. Kot je že dolgo znano, je dobra stran optičnih vlaken ekstremno majhen upor, velikanska hitrost prenosov in energetska učinkovitost.

Vendar so do sedaj optična vlakna služila je za prenos podatkov med serverji. Pred kratkim pa je IBM dosegel velik preskok na področju silicijeve fotonike. Slednja je sinonim za aplikacijo optičnih prenosov na silicijeve režnje, torej osnove za polprevodnike. Svetlobni prenosi naj bi služili predvsem za komunikacijo med procesorji, posameznimi kontrolerji, spominskimi enotami, predpomnilniki in perifernimi enotami. Vse komunikacije med posameznimi enotami so danes bakrene in silicijeve, pri čemer baker 'požre' veliko energije in upočasnjuje proces.

Na včerajšnji konferenci polprevodniških industrij v Tokiu je vodja projektov fotonike pri IBM Juri Vlasov predstavil projekt SNIPER (silicijev integrirani fotonski in električni sprejemnik v nanovelikosti), ki vsebuje fotonski transport podatkov neposredno na čipu, kar je prava mala revolucija. To postavlja IBM daleč pred največja proizvajalca čipov na svetu Intel in Samsung, saj od slednjih do sedaj ni bilo glasu o uspešni implikaciji optike neposredno na čip.
Največji uspeh IBM-ovih strokovnjakov je drastično zmanjšanje sprejemnika (ki je oddajnik hkrati), ki meri le 0,5 kvadratnega milimetra. Z danimi hitrostmi in več sprejemniki bi lahko na 16 kvadratnih milimetrih postavili dovolj sprejemnikov, ki bi prenašali podatke s skupno hitrostjo 1 terabit na sekundo, kar je velikanski napredek v primerjavi z današnjimi prenosi na čipu.

Slaba stran trenutnega razvoja je, da je mikro-aplikacija optike še draga, vendar bodo s prihodom protokolov in tehnologij, kakršna sta intelov LightPeak in BT-jev Infinity optična vlakna bolj dostopna in cenejša za proizvodnjo v okviru čipov. Še posebno pa bodo razvoj pospešili superračunalniki, po katerih je danes veliko povpraševanja. Jasno je, da bi IBM rad ponovno skočil na prestol z najmočnejšim superračunalnikom na svetu. Z novo silicijevo fotoniko razvijajo daleč najmočnejši superračunalnik, ki sliši na ime  Exascale, in bi zmogel izvesti kar kvintilijon operacij na sekundo (milijarda milijard ali deset na 18. potenco). To pa je kar 1000-krat več, kot to zmorejo najmočnejši današnji superračunalniki.

Tehnologija aplikacije optičnih vlaken na procesorje sploh ni tako oddaljena v praksi. Kot pravi Salomon Assefa, eden od raziskovalcev v ekipi, ki je ustvarila nov čip, je uporaba optičnih vlaken na čipih najzmogljivejših računalnikov oddaljena le nekaj let. Pri IBM pravijo, da bosta tudi Samsung in Intel slej kot prej morala začeti uporabljati optična vlakna na procesorjih, saj je to edina pot v pravo računalniško prihodnost.

KOMENTARJI (2)

Opozorilo: 297. členu Kazenskega zakonika je posameznik kazensko odgovoren za javno spodbujanje sovraštva, nasilja ali nestrpnosti.

PRAVILA ZA OBJAVO KOMENTARJEV
ISSN 2630-1679 © 2024, Moskisvet.com, Vse pravice pridržane Verzija: 616