Дослідницький підрозділ корпорації IBM створив прототип оптичного процесора, здатний передавати терабіт (!) даних щосекунди, використовуючи незвичайний дизайн із 48 невеликими отворами у стандартному CMOS-чипі, через які проводиться світло. В IBM говорять, що створений прототип процесора істотно більш швидкий та економічний, ніж сучасні процесори у комп'ютерах і серверах. В оптичному чипі була реалізована технологія, яку сама IBM називає Holey Optochip і планує в майбутньому створювати на її базі суперкомп'ютери.

Оптичні чипи працюють, оперуючи фотонами світла, замість традиційних електронів. Як правило, оптичні чипи зараз обмежено застосовуються для мережевої електроніки, що працює з волоконно-оптичними лініями зв'язку, а також у вузлах суперкомп'ютерів, де потрібна миттєва передача дуже великих обсягів інформації. Одна з переваг оптичної технології перед електронною полягає у тому, що першу можна використовувати на дуже великих відстанях, а пристрої, що працюють зі світлом, самі по собі дуже маленькі і споживають мінімум електроенергії.

За прогнозом IBM, через 10 років наймогутніший суперкомп'ютер того часу буде працювати саме на оптичних чипах, тоді як ще 10 років тому суперкомп'ютери обходилися без оптичних з'єднань взагалі. Клінт Шоу, менеджер підрозділу IBM Optical Links Group, говорить, що ключовою перевагою оптичних процесорів перед сучасними чипами є їх надширока смуга пропускання, тобто вони можуть обробляти дуже великі потоки даних без збільшення розміру процесора і без росту його споживання електроенергії. За допомогою таких систем можна буде створювати системи з дуже високою паралелізацією виконуваних завдань.

Створений зараз прототип Holey Optochip споживає всього 4,7 вати (приблизно як процесор у смартфоні чи планшеті), але при цьому здатний обробити близько 1 трильйона біт за секунду, тобто передати приблизно 500 HD-фільмів. Розміри чипа всього 5,2х5,8 мм.

Як розповіли в IBM, чип був створений за допомогою технологій, що застосовуються вже зараз для процесоробудування, тобто для створення майбутніх оптичних чипів не буде потрібно повністю перебудовувати виробничі потужності. "Серце даного чипа - звичайна CMOS-мікросхема. Базовий чип має всі електричні функції для роботи з оптичними механізмами", - говорить Шоу.

За його словами, у чипі також є елементи для модуляції світла у ланцюзі, що конвертують "фотопослідовності" у електричний сигнал. Світлові отвори у процесорі виробляються за допомогою 850-нанометровых лазерів, що використовуються вже зараз. У створених отворах розміщаються масиви фотодіодів, об'єднаних зі спеціальними ресиверами для декодування сигналів.

"Нам необхідні отвори, тому що звичайна кремнієва підкладка, з якої створений чип, не пропускає світло, а через отвори світло безперешкодно проходить", - пояснюють в IBM.

Створена зараз версія оптичного чипа має 48 каналів (зв'язків між випромінювачами і ресиверами), кожний з яких забезпечує продуктивність у 20 гігабіт за секунду, що дає у сумі 960 гігабіт за секунду. Прототип працюючого чипа IBM показала на конференції Optical Fiber Communications Conference у Лос-Анджелесі.

Шоу говорить, що досягнуті показники не є граничними і у майбутньому компанія має намір збільшити продуктивність одного каналу до 25 Гбіт/сек. "Якщо забути про споживання, то чип може стати дуже швидким, з іншого боку, якщо продуктивність не так важлива, то можна створити процесор з унікальною економією споживання", - говорить він.

Нагадаємо, що раніше IBM представляла прототипи оптичних процесорів потужністю 160 Гбіт/сек (у 2007 році) і 300 Гбіт/сек (у 2010 році). Звичайно, поки такі чипи не орієнтовані на масове виробництво, але за оцінками компанії, у випадку масового випуску процесори можуть коштувати близько 100-200 доларів. "Ми впевнені, що з такими рішеннями продуктивність комп'ютерів може вирости експоненціально", - говорить Шоу.

Джерело: InfoNova.org.ua

За матеріалами: cybersecurity.ru