В IBM разработали технологию производства электронно-оптических чипов на обычном 90нм оборудовании

    IBM уже больше 10 лет занимается разработкой оптоэлектронных чипов, объединяющих на одном кристалле обычные полупроводники и оптические элементы — модуляторы, волноводы, мультиплексоры. Если раньше речь шла лишь о прототипах, созданных в лабораторных условиях, то теперь удалось создать нанооптический трансмиттер на практически стандартной производственной линии, использующей 90нм техпроцесс с незначительными модификациями. Это значит, что уже скоро может быть налажен массовый выпуск чипов с оптическими шинами для связи процессора с памятью или различных блоков процессора между собой.


    Нанооптический чип IBM под микроскопом. Оранжевые области — медь, синие — волноводы.

    Опытный образец содержит 50 трансмиттеров, работающих параллельно, каждый из них передаёт или принимает данные со скоростью 25 гигабит/сек, общая пропускная способность составляет 1.25 терабит/сек. Эта технология вполне может масштабироваться вплоть до пета- и эксабитных скоростей, ведь оптическая передача сигналов лишена многих проблем электрической — гораздо меньше затухание сигнала и тепловыделение, выше скорость модуляции, есть возможность использовать спектральное уплотнение канала.

    В первую очередь такие устройства будут востребованы при создании суперкомпьютеров, где пропускная способность каналов связи между вычислительными узлами давно является узким местом. Уже скоро такие устройства станут использоваться повсеместно — использование практически стандартной технологии позволяет уверенно говорить о том, что цена чипов с оптическими шинами и интерфейсами будет ненамного выше обычных, ведь все оптические элементы создаются одновременно с полупроводниками, на том же конвейере.

    Оптика уже вытеснила медь на длинных дистанциях, и теснит её на средних — в датацентрах, мультимедийных устройствах, и на «последней миле». Благодаря дешёвым оптоэлектронным элементам она уже очень скоро может проникнуть внутрь компьютеров и чипов. На иллюстрации ниже показана концепция использования оптических линий связи в системах класса Network-on-chip (NOC), которые становятся всё более актуальными с ростом числа процессорных ядер и перемещением всё большего числа устройств на один кристалл с процессором.



    IBM
    90,00
    Компания
    Поделиться публикацией

    Комментарии 23

      +17
      Очередная технология от IBM. Как много интересного они выдумывают, и как медленно всё это выбирается дальше нескольких прототипов. Может хоть использование существующих производственных мощностей ускорит этот процесс.
        +1
        Выводить на рынок революционные технологии не выгодно, пока не исчерпан ресурс существующих (читай — пока не продали N миллионов/-ардов чипов по текущей нм технологии), поэтому прогресс притормаживает. Но тем не менее, таким крупным игрокам как IBM или Intel необходимо время от времени демонстрировать инновации. :)
          +1
          Не согласен с вами, сложность выпуска инновационных решений очень часто зависит от инфраструктуры, к примеру эти самые чипы с опто-каналами, ведь для того чтоб почувствовать КАЧЕСТВЕННЫЙ скачек нужно чтоб не только процессор и чипы а вся инфраструктура передачи данных внутри компьютера стала оптической, или хотя бы минимальные связки процессор — память но даже для минимальной связки нужно новое поколение Материнских плат, Памяти и тех же самых процессоров.

          Чтоб технология стала массовой нужны стандарты, а их написание, согласование, сертификация и все остальное отнюдь не месячный труд, я думаю даже не один год. Ведь чтоб технология пошла в массы не один IBM должен поддерживать и производить такое.

          Весь смысл инноваций для больших индустрий сводиться к тому чтоб сделать такую технологию чтоб ей все пользовались и за это давали тебе отчисления, а создание таких технологий сложный и долгий процесс.
            0
            Мне кажется, в рамках процессора можно получить выхлоп: коммуникации между ядрами, например.
              0
              У меня аналогичные мысли появились при прочтении статьи. Даже больше — мне кажется, оптические элементы именно с этого и начнут свое внедрение.

              Волнует и еще одна мысль: оптические скорости (практически скорость света, с некоторыми потерями в проводнике) — это предел, если я правильно физику помню. Когда-нибудь в этот предел все упрется. И куда дальше расти?
                +1
                Тут дело не в скорости, а в частотах.
                А там — до того как «упрется» еще расти и расти — видимый диапазон то от 400 до 790 терагерц. А если еще и в дальний УФ залезть…
                  +1
                  Ток по проводам тоже со скоростью света распространняется. Поэтому это ограничение мало изменится. Конечно, скорость света в меди может быть меньше скорости света в оптото-волокне, но это не те отличия, которые сейчас на что-то влияют.
                  А так, можете посчитать на досуге, сколько свет успевает пробежать за 1 такт процессора. Не помню какие брал константы (частоты, материалы и прочее), но у меня получались величины порядка 30 см. Внутри процессора это может и не заметно, но вот в схеме материнских плат, думаю, уже учитывают этот момент.
                    +1
                    >> Внутри процессора это может и не заметно
                    Ещё как заметно. К разным блокам чипа синхро-сигнал доходит в разное время, сдвинутым / искаженным.

                    A Clock Distribution Network for Microprocessors
                      0
                      Я несколько по другому представлял себе работу оптики при вычислениях, теперь мне захотелось изучить этот вопрос подробнее.
                        0
                        Плюс оптики не только в скорости, насколько я понимаю светом проще манипулировать и свет не создаёт помехи на соседние проводники, на выскоких частотах есть много нюансов к тому же свету не нужен обратный ход (Земля в электрических цепях), что так же способствует повышению частоты передачи.
                          0
                          Посмотрите на дорожки от оперативной памяти к процессору. Они очень прикольно извиваются ради того, чтобы длина всех проводников была одинаковой.
                          0
                          А намного скорость ЭМ-волны в оптическом кабеле выше скорости в медном?
                            0
                            Даже хуже, скорость оптосигнала может быть НИЖЕ скорости электросигнала в проводнике (хотя конечно разница тут может быть несущественной и все зависит от конкретной среды распространения света).
                    +8
                    Прямо мысль у меня украли (не насчет вывода идей). Я — фанат IBM, прямо как многие фанаты Apple. Это не просто история успеха, а исторический пример для человечества.
                      +5
                      Если привести список 3-х компаний, которые сделали наиболее весомый вклад в развитие ИТ, то он будет таким:
                      1. IBM
                      2. IBM
                      3. IBM
                      +1
                      Не знаю насчёт медленно, но каждый раз, когда я делаю апгрейд домашнего пк, мне приходится менять его полностью, т.к. за 4-5 лет все разъёмы и порты меняются на неузнаваемые и каждый раз приходится испытывать шок :D
                        0
                        В том то и прикол что все меняется, а технологий особо новых в последние года было немного.
                        • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                          0
                          Смените intel на AMD, в качестве исторического примера — Socket AM2, жил 5 лет, на рубеже смены на AM3 (и все равно разъемы совместимы) было полно материнских плат с одновременной поддержкой AM2/DDR2 и AM3/DD3 одновременно.

                          Было совершенно нормальным, 5 лет апгрейдить только процесор и добавлять оперативной памяти без смены материнской платы (а после можно было сменить материнскую плату без смены процессора как временное решение для перехода к Am3). А как удобно из старого хлама собирать работающее оборудование, все подходит ко всему!

                          Это в среде intel чуть ли не раз в год менялись стандарты на сокеты на подключение процессора к материнской плате. В результате на складе тонна хлама взаимно не совместимое друг с другом.
                        +5
                        Да, давайте выпускайте уже чипы в продажу — распилить хочется;)
                          0
                          Трансмиттеры, передатчики… А как же оптическая ЛОГИКА?
                            +3
                            вижу/не вижу? )
                              0
                              ИМХО как раз отличный первый шаг. Так бы для оптической логики провода были инородными, а с оптическими линиями логика уже становится инородной :) И так все будет обвешано по сути преобразователями электричество — свет и когда этих преобразований можно будет избежать, пускай и с сохранением текущей производительности, это будут делать.

                            Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                            Самое читаемое