Скорости такой передачи могут быть в сто раз больше.

Такая технология носит название кремниевой нанофотоники. Некоторые проводящие элементы микросхемы заменяются в ней на тонкие оптоволокна, по которым распространяются импульсы света. «Передача данных между ядрами таким способом быстрее и экономичнее», - пояснил исследователь из IBM Уилл Грин.

Данные можно передавать на расстояние нескольких сантиметров. Такая технология примерно в сто раз быстрее, чем передача по проводящим элементам, и требует в десять раз меньше энергии, заявил Грин. Пониженное потребление энергии должно удешевить эксплуатацию суперкомпьютеров.

"Кремниевая нанофотоника - это экономичный, обладающий большой пропускной способностью метод связи ядер процессора", - считает Грин.


Проект на 10 лет

Новый метод основан на тех же научных достижениях, что привели к созданию оптических волокон и каналов связи Internet. Кремниевая нанофотоника делает возможным оптическую связь на микросхемах в масштабах сантиметров, а не километров, пояснил Грин.

Увеличенная пропускная способность и пониженное потребление энергии, которые дает кремниевая нанофотоника, подарит настольным системам огромные вычислительные мощности. "В одной схеме можно будет объединить сотни и тысячи ядер", - считает Грин. Виртуальные миры будут обсчитываться в реальном времени, и игры станут гораздо лучше.

На каждом ядре расположены модуляторы, которые преобразуют свет в импульсы, распространяющиеся по оптическим волокнам в кремниевой микросхеме. Модуляторы, по словам Грина, занимают совсем немного места на схеме.

Кремниевая нанофотоника - долгосрочный исследовательский проект. Реализовать ее в микросхемах можно в течение 10-12 лет, полагает Грин.


Не заменить, а дополнить

Для повышения производительности в процессоры добавляется все больше ядер, но электрические соединения между ядрами в современных схемах передают данные не очень эффективно. Они перегреваются, и сигнал без искажения может пройти лишь несколько миллиметров от одного ядра к другому. «Технологии кремниевой нанофотоники позволяют передать сигнал на много сантиметров, с низкими затратами энергии и без необходимости реконструкции сигнала», - пояснил Грин.

Хотя у данной технологии есть потенциал для замены медных проводников в деле передачи данных в микросхемах, на небольших расстояниях электрические проводники пока работают неплохо. Для связи между транзисторами в микросхемах применяются медные проводники, а кремниевая нанофотоника работает для передачи данных между ядрами. "Наша оптическая технология дополняет возможности медных проводников", - полагает Грин.

Помимо IBM, в США над технологиями кремниевой нанофотоники работает несколько лабораторий и компаний-стартапов. Проект IBM частично финансируется Управлением перспективных исследований Министерства обороны США (DARPA).

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями