chip IBM: menjadi sinyal cahaya

1 Dec
IBM's new processors integrate optical communication technology in a development called photonics.

prosesor baru IBM mengintegrasikan teknologi komunikasi optik dalam pembangunan yang disebut Photonics silikon.

IBM telah mencapai tonggak utama dalam membuat mimpi Photonics silikon, di mana chip komputer mengirim sinyal cahaya dan bukan listrik, menjadi kenyataan.

Pada industri semikonduktor Semicon konferensi di Tokyo hari ini, Photonics IBM pemimpin Yurii Vlasov adalah merinci bagaimana IBM telah menciptakan sebuah chip yang mengintegrasikan banyak unsur yang diperlukan komunikasi optik antara prosesor dan perangkat lain. Secara signifikan, desain menggunakan konvensional daripada teknologi manufaktur chip eksotis, melibatkan komponen yang sangat kecil, dan pada dasarnya memungkinkan jalur komunikasi serat optik harus terpasang langsung ke prosesor.

Dan yang lebih signifikan, itu menuju untuk digunakan dunia nyata, tanda bahwa pekerjaan IBM serius. Yang digunakan relatif awal dalam proyek eksotis Exascale IBM untuk membangun sebuah komputer yang dapat melakukan perhitungan matematis triliun per detik – sekitar 1.000 kali lipat dari superkomputer tercepat saat ini.
“Dalam tiga sampai lima tahun, Photonics silikon akan menjadi enabler utama untuk itu tingkat komputasi,” kata Salomo Assefa, suatu penelitian IBM ilmuwan dan salah satu anggota tim yang mengembangkan chip. Dan pada tahun-tahun setelah itu, akan mengikuti tren industri komputasi tradisional dan menyebar ke produk biasa lagi, dia diprediksi.

proyek IBM disebut SNIPER – singkatan dari “silikon transceiver fotonik dan elektronik skala nano terintegrasi” – tetapi perusahaan tersebut pelabelan dengan istilah sedikit kurang kaku dari nanophotonics silikon. Ini telah berlangsung selama satu dekade, indikator betapa sulitnya untuk berkembang.
Teknologi ini terobosan dan menunjukkan Big Blue baik di depan pesaing seperti Intel dan Samsung, mengatakan Envisioneering Grup direktur riset Richard F. Doherty. Banyak pekerjaan sebelumnya tentang koneksi perangkat optik yang terlibat jauh lebih besar yang terpisah dari prosesor itu sendiri, katanya.
This image shows how an optical fiber can be connected directly to the chip.

Gambar ini menunjukkan bagaimana sebuah serat optik dapat dihubungkan langsung ke chip.
(Kredit: IBM)
Secara khusus, IBM mengatakan sebuah transceiver yang dapat mengirim dan menerima sinyal ukuran 0,5 milimeter persegi, dan sebuah transceiver chip tunggal dengan kapasitas sebesar 1 terabit per detik bisa muat di sebuah chip berukuran 16 milimeter persegi.

“Kami berharap Intel dan Samsung debu akan off beberapa penelitian optik dan rumah di IBM pada apa yang sekarang telah terbukti,” kata Doherty.
Assefa sangat sadar di mana pesaingnya berdiri. “Kami banyak langkah di depan dari Intel,” katanya, tapi satu start-up, Luxtera, telah Photonics produk silikon sekarang di pasar. Pada bulan November, mengumumkan Photonics silikon link yang dapat mentransfer data pada 25 gigabit per detik.

komunikasi optik, yang saat ini digunakan terutama untuk tugas jaringan-tugas berat seperti inti dari Internet, memiliki keunggulan dibandingkan metode yang lebih konvensional mengirimkan sinyal listrik melalui kabel. Untuk satu hal, komunikasi optik menggunakan lebih sedikit energi dan dapat rentang jarak yang lebih jauh. Untuk yang lain, mengirim cahaya ke serat optik memungkinkan kapasitas transfer data yang luar biasa – sebagian karena teknologi yang disebut berarti divisi gelombang multiplexing bahwa beberapa warna cahaya dapat dikirim secara bersamaan untuk pak kapasitas lebih ke masing-masing link komunikasi.

Tapi teknologi komunikasi optik mahal. Ini memperluas ke layanan premium seperti Verizon FiOS dan BT’s Infinity dan teknologi Intel’s Peak Light komputer high-end koneksi, tetapi biaya masih tinggi. Apa IBM proyek Sniper dilakukan adalah menurunkan biaya dengan menikahi ke industri chip semikonduktor manufaktur.
hari teknologi IBM terdiri dari prosesor dengan enam link komunikasi optik. Chip itu sendiri memiliki enam pemancar dan penerima, masing-masing mampu menangani delapan saluran data melalui teknologi multiplexing. Dibangun di adalah modulator, yang mengatur bagaimana laser dimatikan dan untuk mengirim sinyal, meskipun laser merupakan komponen yang terpisah.Setiap modulator dapat mengawasi bandwidth 20 gigabit per detik, sebuah langkah besar menuju tujuan IBM chip dengan kapasitas keseluruhan 50 kali, 1 terabit per detik.
Untuk referensi, Ethernet konvensional hari ini beroperasi pada 1Gbps per detik dan kadang-kadang pada 10Gbps di server yang lebih tinggi-end. Sebuah kapasitas 1Tbps akan cukup untuk mentransfer data 26 DVD dalam satu detik.

IBM's ultimate goal is a multilayer chip that combines processing, memory, and photonics for optical communication.

Tujuan utama IBM adalah sebuah chip multilayer yang menggabungkan pemrosesan, memori, dan Photonics untuk komunikasi optik.
(Kredit: IBM)
“Pembatasan untuk pengolahan sekarang tidak benar-benar keterbatasan perhitungan,” kata Assefa. “Masalahnya adalah mereka tidak dapat berbicara satu sama lain cukup cepat atau dengan bandwidth yang lebih tinggi. Mereka membuang banyak daya Apa yang ingin Anda lakukan adalah dapat berkomunikasi antara prosesor dengan bandwidth yang lebih besar.. Jika Anda dapat melakukannya, Anda dapat membuat prosesor bekerja jauh lebih cepat daripada yang mereka lakukan sekarang. ”
Membangun link ke silikon membuat mereka lebih murah untuk memproduksi dan karena itu lebih utama. “Sebuah mesin kinerja tinggi komputasi tunggal akan berisi sejumlah sama saluran komunikasi optik yang saat ini ada di semua link optik paralel di seluruh dunia,” kata Vlasov dalam presentasinya.
The Photonics kerja awalnya akan digunakan selama jarak relatif panjang, menghubungkan komputer terpisah atau kelompok komputer bertempat di rak. Pada akhirnya, meskipun, IBM mengharapkan untuk digunakan dalam sebuah prosesor, yang menghubungkan core processing independen, Assefa kata.
Sementara IBM telah menjadi perintis dalam manufaktur prosesor dan belum dihasilkan untuk produsen chip yang lebih kuat seperti Intel, volume fabrikasi yang cenderung rendah oleh standar industri. Ini menggunakan chip tersebut dalam produk-produk premium, meskipun, seperti server sendiri dan mainframe, dan penelitian yang memberikannya pengaruh ketika datang ke kemitraan lisensi paten dengan saingan. IBM telah paten basis lebih dari 30 terlibat dengan Photonics silikon, kata perusahaan itu.
Satu masalah dengan mengirim banyak data melalui kabel listrik adalah bahwa ia memerlukan daya listrik yang signifikan – dan banyak yang hilang untuk limbah panas yang menahan kecepatan pemrosesan dan membutuhkan rekayasa yang luas dalam komputer dan pusat data untuk menjaga hal-hal keren. Light komunikasi berbasis mengurangi masalah itu.
“Sebagian besar komputer menarik daya adalah bus berkecepatan tinggi dan kabel antara kartu dan modul dan sistem. Jika bahkan sejumlah kecil pergi sistem optik, efisiensi pengolahan dan penghematan daya akan kedua melambung,” kata Doherty.
Selain itu, komunikasi listrik kecepatan tinggi menghasilkan gelombang elektromagnetik yang mengganggu tetangga operasi listrik, karena masing-masing kawat kecil dalam sebuah komputer dapat bertindak sebagai antena. Dengan komunikasi optik, gangguan berkurang, Doherty mengatakan, dengan satu keuntungan yang bahwa lebih mudah untuk mengembangkan chip berdaya rendah karena ada kurang perlu mengalahkan semua interferensi.
Langkah berikutnya untuk IBM adalah untuk fokus pada efisien, manufaktur dapat diandalkan produk silikon Photonics dan bangunan yang menjadi superkomputer exascale nya. Setelah itu, pada akhirnya, itu akan menjadi bagian dari industri yang lebih besar menyebarkan cahaya lebih jauh.
“Teknologi ini bekerja dengan cara, biasanya mereka teknologi [superkomputer] menemukan jalan mereka dalam lima sampai sepuluh tahun kembali ke kehidupan orang biasa,” katanya. “Di ujung jalan, saya yakin teknologi akan menemukan jalan ke dalam kehidupan kita semua.”

 

Advertisements

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: