IBM testuje komunikaci mezi čipy pomocí světelných impulzů

21. 3. 2011 | Reklama

Články - IBM testuje komunikaci mezi čipy pomocí světelných impulzů  

V současných počítačích se pro komunikaci mezi jednotlivými čipy používají kovové spoje, které jsou typicky z mědi. Toto je do značné míry omezující, a proto IBM vyvíjí spoje, přes které se posílají impulzy světla.

Pro fungování se používá zařízení nazvané nanofotonický lavinový fotodetektor (nanophotonic avalanche photodetector), které je průlomem v celé oblasti. Jejich práce je založená na průzkumu „lavinového efektu“ v germaniu, což je materiál, který se v současnosti používá při produkci mikroprocesorů. Proč právě lavinový efekt? Příchozí impulz světla uvolní nejprve jen několik nábojů, které pak uvolňují další náboje, a tak dále, a tak dále, což se podobá lavině. Běžné fotodetektory přitom nejsou dostatečně výkonné.

Fotodetektor, který předvedla IBM, je zatím nejrychlejší svého druhu. Dokáže přijímat optické signály rychlostí 40 Gbps a současně je desetinásobně zesilovat. Zařízení navíc stačí napájení 1,5 V, obvykle bylo zapotřebí 20 až 30 voltů.

K lavinovému efektu dochází v rámci několika desítek nanometrů a dochází k němu velmi rychle. Malá velikost navíc přináší snížení šumu vzniklého při zesilování, konkrétně je šum menší o 50 až 70 % ve srovnání s běžnými fotodetektory.

V minulých letech dosáhla IBM celé řady dalších úspěchů v této oblasti: v roce 2006 šlo o nanofotonickou zpožďovací linku, která se používá k bufferování přijatých informací. O rok později byl vyvinut kompaktní elektrooptický konvertor, který, jak název napovídá, slouží pro převod elektrického signálu na optický. A v roce 2008 spatřil světlo světa (a to doslova) zase nejmenší optický přepínač na světě, který slouží ke směrování optických signálů.

Diskuse k tomuto článku

[Let_Me_Be]

Jenom at to nedopadne jako Thunderbolt. Intel furt sliboval optiku a jsme zase na metalice.

[Zopper]

U thunderboltu vidím problém v technických problémech - optické vodiče nevydrží to, co metalické, nutná čistota spojů.... Jak se povede vyřešit takovéto problémy, viděl bych to na přechod na optiku. Přeci jen - je to první nasazení v praxi a optika by možná přinesla příliš mnoho dalších neznámých stavů.

[alkoholik]

Kdepak. Opticke kabely SPDIF se pouzivaji uz par let. Koaxialni dnes uz nenajdete. Prvni vlastovky uz jsou odrostle.

[Bilbo]

Rozdíl bude taky v tom, že SPDIF je optický audio kabel (24 bitů, 48 Khz, stereo) = cca 2Mbit/sec. Taková nízká rychlost má poněkud menší nároky na kvalitu kabelu a spojů než když se po tom mají přenášet gigabity (současný limit po metalické kabeláži typu USB nebo ethernet), případně ještě větší rychlosti (mezi CPU a pamětí, případně GPU a pamětí jdou rychlosti ve špičkových případech na terabit/sec).

Když se těchhle věciček postaví několik vedle sebe paralelně, šla by z toho dělat celkem slušná sběrnice, tipoval bych že high-end motherboardy, případně grafické karty by mohly být první zařízení dostupné pro obyčejné lidi kde se tohle využije.

[Kvakor]

Jenže optika má oproti metalice ohromnou šířku pásma - přece jenom je např. frekvence viditelného světla 400 až 800 THz, což je zhruba o čtyři řády víc, než to, co procpete běžným drátem, bez toho, aby to rušilo okolí nebo bylo rušeno z okolí. A když na krátké vzdálenosti jde skrz obyčenjou dvoulikńkou (dělanou na šírku pásma 8kHz) procpat megabity až desíkty megabitů, co se po pár letech podaří vymačkat z běžného plastového světlovodu ...

PS: hlavní výhoda S/PDIF není rychlost, nýbrž naprosto dokonalé oddělení, jak galvanické, tak vysokofrekvenční.

[x]

Ale kdeze, kvalita kabelaze ovlivnuje prakticky vyhradne vzdalenost, na kratke propoje se bezne pouzivaji plastova vlakna a bez problemu 10Gbit i vic. Problem propojovani soucastek na MB vezi jinde - jak pripojit optickej kabel do swaba, aby to moc nestalo, a bylo to rozumne mechanicky odolny.

[JoHnY2]

Je az legracni ze i po tolika letech je nejvetsi veda optiky v konektorech. Aby chodil thunderbolt po optice spolehlive i pri (bohuzel) beznym zachazeni, tak by to chtelo navrat k necemu odolnymu jako je BNCak nebo rovnou konektor k servu .

[sigma]

Jenže takové konektory na tenkém notebooku asi nikdo chtít nebude. Důvod k vynechání optiky u Thunderboltu bych zatím viděl v urychlení vývoje a nižší ceně. Fotodiody na 10+ Gbps nebudou úplně levné, a má-li to být v každém notebooku apod. ... A parametry jsou zatím i u metalické varianty bohatě dostačující.

[Let_Me_Be]

Cely prevrat Thunderboltu bylo ze prave vyvinuly super levny opticky cip.

[Bilbo]

Stačí se podívat jak funguje optika např. jako CD/DVD/BD při "běžném" zacházení (škrábance končící často nečitelností média) a s konektory co se vyndavají a zandavají několikrát denně to pak asi nebude o moc lepší.

Ale určitě by to mohlo být zajímavé na konektorech, co se moc často nepřepojují (vnitřní SATA, Displayport/HDMI/...)

[Marek]

Někde jsem slyšel, že současný Thunderbolt bude s budoucím (optickým) kompatibilní díky kabelům, které budou mít v sobě zabudované nějaké zařízení pro převod elektrických signálů na optické a naopak.

Jestli to je pravda, nevím. A bude to nejspíš pěkná drahota.

[sigma]

Kompatibilita kabelů je asi nesmysl - že by teď v kabelech byly nějaké převodníky. Ale jistě bude kompatibilita na úrovni konektorů v nové verzi - do optického Thunderboltu půjde strčit starý metalický kabel, a bude fungovat, jen nevyužije přidané možnosti optiky. Něco jako USB2/USB3.

[MaT]

Pokud jsem to z článku pochopil správně, i v případě, že by z toho nebyly optické procesory, tak je to úžasný pokrok. Díky menším a efektivnějším fotodetektorům by se mohla zdokonalit a zlevnit spousta dalších technologií. Z okruhu toho, co je mně osobně blízké - například sekvenace DNA, průtoková cytometrie...