Эта технология, получившая название CMOS Integrated Silicon Nanophotonics (Интегрированная кремниевая нанофотоника на КМОП), позволяет передавать информацию между отдельными микросхемами в виде световых импульсов.

В технологии CMOS Integrated Silicon Nanophotonics электрические и оптические модули интегрированы на одной кремниевой подложке типа КМОП (комплементарная структура «металл-оксид-полупроводник»), что позволяет легко преобразовывать электрические сигналы, создаваемые на уровне транзисторов, в световые импульсы. Таким образом, передача данных внутри компьютера становится гораздо быстрее, чем с помощью электрических зарядов.

По мнению компании IBM, новая технология с интеграцией оптических модулей в кремниевые процессоры, способна увеличить производительность суперкомпьютерных систем в тысячу и более раз. Если сейчас лучшие суперкомпьютеры выполняют примерно 2 тысячи триллионов операций в секунду (2 петафлопс), то будущие компьютеры с нанофотонными шинами могут достичь уровня в миллион триллионов операций в секунду (1 эксафлопс) уже к 2020 году. Как говорят специалисты IBM, в системах эксафлопсного уровня каналы связи между отдельными компонентами должны передавать эксабайты данных в секунду. Это серьезная задача для системных интеграторов, которым придется строить сети для подобных систем в ближайшие 10 лет.

Современные компьютеры уже используют оптические технологии в чипах, но обычно оптические каналы применяются на уровне серверных шкафов с использованием одномодовых каналов (одна длина волны). Новая нанофотонная технология IBM позволяет обмениваться данными по одному оптическому каналу сразу на нескольких длинах волн. Любопытно отметить, что новые чипы с интегрированными оптическими модулями можно производить на уже имеющихся мощностях, что делает их выпуск экономически эффективным. Продемонстрированные образцы электронно-оптических микросхем были изготовлены по 130-нанометровой технологии, но уже в ближайшем времени разработчики обещают выпуск таких микросхем с размером элементов менее 100 нанометров.

Главная цель технологии CMOS Integrated Silicon Nanophotonics заключается в замене традиционных медных проводников, которые сегодня используются внутри компьютеров для передачи огромных объемов данных. На расстояниях от нескольких сантиметров до десятков километров оптика обеспечивает гораздо более высокую скорость передачи с гораздо более низкими затратами энергии. В будущем компания IBM планирует также внедрить оптическую передачу данных не только между чипами, но и внутри чипов, между отдельными транзисторами - конечно, это дело далекого будущего. Кстати, компания Intel, как один из крупнейших производителей процессоров для суперкомпьютеров, тоже ведет исследования в направлении оптической передачи данных между чипами, но пока не смогла показать ни одного рабочего образца.

По материалам сайта Computer World.