В компании Sun Microsystems разрабатывается новая технология передачи данных между микросхемами с использованием лазера вместо электрического тока. Эта технология, радикально отличающаяся от стандартных подходов, должна значительно повысить производительность компьютеров.

В конце марта компания получила заказ на разработку кремниево-оптической технологии связи между микросхемами от DARPA, Агентства перспективных исследований Министерства обороны США. Бюджет проекта - 44 млн долл.

Сеть из микросхем

Использование лазеров для связи между микросхемами повышает производительность, а возможность при этом расположить микросхемы ближе друг к другу снижает потребление энергии.

Как правило, микросхемы припаиваются к плате, не соприкасаясь друг с другом непосредственно.

«В данном же эксперименте в Sun намереваются расположить их вплотную, связав их в сеть», - пояснил Рон Хо из Sun, носящий звание "заслуженного инженера" компании. На небольших расстояниях лазеры обеспечивают более высокую скорость обмена данными, что увеличивает общую производительность системы. В результате, по словам Хо, скорость может возрасти до нескольких терабит в секунду.

Исследователи попытаются создать так называемую "макросхему", в которой плотно упаковано несколько сотен ядер. В Sun уверены, что результаты исследований помогут сократить потребление энергии в вычислительных центрах и увеличить эффективность вычислительных циклов суперкомпьютеров, работающих в сфере высокопроизводительных вычислений. А также – сделают более эффективным применение суперкомпьютеров в таких областях, как метеорология и разведка недр.

«Плотное расположение микросхем и пониженные затраты энергии на функционирование оптических сетей уменьшат расходы на постройку и обслуживание суперкомпьютеров», - подчеркнул Хо.

Выпуска суперкомпьютеров или серверов на основе новой технологии в Sun в ближайшем времени, по словам Хо, не планируют. Однако уже через три-четыре года технология может начать применяться в серверах.

Популярная нанофотоника

Исследования в области кремниевой нанофотоники ведутся многими компаниями. Эта технология обеспечивает работу высокоскоростных сетей связи между микросхемами с тысячами ядер, что повышает эффективность вычислений и снижает затраты энергии. Исследования идут уже не один год, но снижению потребления энергии и стоимости владения пока уделялось мало внимания, полагает Хо. И в Sun намерены продвинуть исследования в этом направлении.

Недавно новые подробности о своих работах в области нанофотоники сообщила корпорация IBM (см. "Свет вместо электричества"). Исследователи корпорации вместо проводящих элементов в схеме пытаются применить световые импульсы, распространяющиеся по микроскопическим оптическим волокнам. Это тоже повышает скорость и снижает затраты энергии на передачу данных между ядрами схемы. Такая технология обеспечивает передачу данных на расстояния порядка нескольких сантиметров, в 100 раз быстрее, чем проводящие элементы, и тратя при этом в десять раз меньше энергии. В компании NEC тоже разрабатывают технологии оптической связи между микросхемами. Агентство перспективных исследований также рассматривает возможности финансирования дальнейших исследований в этой сфере.

Среди партнеров Sun по данному проекту можно отметить такие компании, работающие в области кремниевой фотоники, как Kotura и Luxtera, а также Стэнфордский университет и университет Сан-Диего.