2 december 2010
IBM-onderzoekers hebben een doorbraak bereikt door met lichtstralen dataverbindingen tussen chips te versnellen. De kracht van supercomputers kan hierdoor verduizendvoudigd worden. De nieuwe technologie, die CMOS Integrated Silicon Nanophotonics genoemd wordt, integreert elektrische en optische modules op een enkel stuk silicium. Hierdoor kunnen elektrische signalen op transistorniveau lichtstralen doorsturen die chips sneller laten communiceren, vertelt IBM-onderzoeker Will Green. De technologie zou in de toekomst tot extreem snelle supercomputers kunnen leiden. Het huidige maximum van een supercomputer ligt op ongeveer 2 petaflops, oftewel tweeduizend biljoen calculaties per seconde. De photonicstechnologie kan eerder genoemde snelheid laten verbeteren tot een miljoen biljoen calculaties per seconde, oftewel een exaflop. Volgens IBM moet het te doen zijn om voor 2020 zo’n ‘exascale computer’ te bouwen.
‘The CMOS silicon nanophotonics technology we have developed at IBM can meet the requirements for exascale systems, by scaling up per-chip transceiver bandwidth and integration density’, zo zei Green, die samen met Yurii Vlasov, Solomon Assefa, Alexander Rylakov, Clint Schow en Folkert Horst. Meerdere photonics-modules kunnen in een onderlaag op een moederbord geïntegreerd worden. De nieuwste supercomputers gebruiken al optische technologie voor hun chips, maar meestal gebeurt dit op rackniveau en via een enkele golflengte. De doorbraak van IBM leidt tot optische communicatie over meerdere golflengten tegelijkertijd, vertelt Green. De technologie kan zonder speciale tools op standaard chips toegepast worden. Hierdoor vallen de kosten mee, zegt IBM . De huidige opstelling gebruikt een 130 nanometer CMOS node, maar waarschijnlijk wordt dit opgeschaald naar een proces van minder dan 100 nanometer. Optische technologie vervangt de huidige koperverbindingen voor datacommunicatie. Optisch is sneller en verbruikt minder energie. In de toekomst hoopt IBM niet alleen de overdrachtsnelheden tussen chips onderling te verbeteren, ook de on-chip communicatie tussen transistors kan omhoog. Ook chipfabrikant Intel is bezig met nanophotonics technologie, maar zij hebben nog geen demonstratie van een integratie met elektronica kunnen geven. IBM heeft tien jaar aan deze specialisatie gewerkt en verwacht dat de technologie naast supercomputing ook in netwerkproducten kan worden toegepast.
