V počítačích budou lasery, data poletí rychlostí světla

David Slížek, LP Fish
19. 3. 2012 14:25
Výrobci počítačových čipů se obrací ke světlu. Nové čipy budou vybaveny miniaturními lasery, které umožní nejen násobně vyšší výkon, ale i neskutečně nízkou spotřebu energie.
Foto: Aktuálně.cz

Výkon počítačových čipů se každé dva roky zdvojnásobuje, tvrdí známý Mooreův zákon. V posledních letech se ale zdálo, že se vývoj zpomalil - čipy jsou už tak malé, že výrobci už nemají pro další miniaturizaci a navyšování výkonu příliš prostoru.

Vědci ale v tichosti pracují na novince, která má umožnit výrobu několikanásobně rychlejších procesorů s mnohonásobně menší spotřebou energie.

Kouzelnou technologií, která to umožní, je světlo. Vítejte do světa integrované fotoniky, kde se informace šíří prostřednictvím laserového paprsku.

Biliony a biliardy

Zřejmě nejdál je ve vývoji nových chipů firma HP. Její procesor budoucnosti vzniká pod kódovým označením Corona, napsal technologický magazín Wired.

Procesor s 256 jádry pospojovanými v 64 skupinách po čtyřech má dosahovat výkonu až 10 teraflops (zjednodušeně řečeno 10 bilionů operací za vteřinu).

Pro srovnání - běžná kalkulačka má výkon v maximálně v desítkách flops, na druhou stranu nejvýkonnější superpočítač světa - japonský K computer - dosáhne se svými 700 000 jádry a energetickou spotřebou přes 12 MW výkonu přes 10 petaflops (10 biliard, tedy 10 000 000 000 000 000 operací za vteřinu).

Až šestkrát rychlejší

Skok ve výkonu má Corona dosáhnout díky tomu, že se o výměnu informací mezi jádry budou starat miniaturní laserové paprsky. Čip má s pamětí komunikovat neuvěřitelnou rychlostí 10 TB za vteřinu a s ostatními čipy rychlostí 20 TB za vteřinu.

I ty nejnáročnější aplikace by tak na novém procesoru měly běžet dvakrát až šestkrát rychleji, než na dnešních čipech. A výkon pouhých pěti takových procesorů by se měl měl vyrovnat rychlosti dnešních superpočítačů.

Vědci už se těší, že s jejich pomocí překonají hranici 1 exaflops, tedy trilion (1 000 000 000 000 000 000) operací za vteřinu a postaví počítač až stokrát výkonnější než K computer.

Minilasery v čipech

Komunikace prostřednictvím optického přenosu dnes používají například telekomunikační sítě - najdete ji třeba v optických kabelech. Vědci se teď snaží lasery zabudovat i do miniaturních čipů.

Každé jádro procesorů budoucnosti bude vybaveno samostatným "minilaserem", jehož prostřednistvím si bude vyměňovat data s ostatními jádry zapojenými do optické sítě.

Rychlost čipu se bude regulovat podle toho, jak vysoký výkon bude zrovna zapotřebí. Kromě navýšení výkonu to bude znamenat také neuvěřitelné snížení spotřeby energie.

Kam až může klesnout spotřeba

Zatímco dnešní technologie spotřebuje pro komunikaci procesoru a paměti rychlostí 10 TB za vteřinu přibližně 160 wattů, laserové čipy budou podle výpočtů HP pro stejnou rychlost potřebovat neskutečných 6,4 wattu.

To by mělo mít dalekosáhlé důsledky pro dnešní datacentra, která provozují (a chladí) tisíce výkonných serverů. Nové čipy by také mohly pomoci ke zvýšení přenosové kapacity internetu.

Převrat by mohly znamenat i pro věčně vybité smartphony, tablety a laptopy. Už jako třešínka na dortu působí fakt, že optické čipy jsou narozdíl od těch dnešních imunní vůči elektromagnetickému rušení.

Miniautirní laser

Firma HP není samozřejmě ve vývoji optických čipů sama. Ke stejnému cíli míří také Intel s projektem Runnemede, NVIDIA s projektem Echelon nebo výzkumíci MIT s Angstromem.

Problémem je, že některé technologie potřebné k výrobě optických čipů, zatím neexistují (nebo donedávna neexistovaly). Až předloni se například výzkumíkům zřejmě podařilo vyřešit hlavní probém: jak vyrábět dostatečně miniaturní lasery.

Vědci z MIT vynalezli metodu, jak přímo na křemíkovém čipu "postavit" laser za použití prvku germanium.

Podle šéfa tohoto výzkumu Lionela Kimerlinga provedou výrobci čipů první praktické pokusy s výrobou komponentů pro optické čipy ještě v letošním roce. A sama firma HP předpovídá dokončení projektu Corona na rok 2017. Máme se na co těšit.

TIP: Líbí se vám naše články? Sledujte Dataramu na Facebooku, na Google+ nebo na Twitteru!

 

Právě se děje

před 1 hodinou

Tradiční novoroční oběd naplánovali Zeman s Babišem na 5. ledna

Na tradičním novoročním obědě se prezident Miloš Zeman s premiérem Andrejem Babišem sejdou v neděli 5. ledna. Ještě jednou se setkají do Vánoc. Ve středu spolu na pravidelné večeři ve středočeských Lánech probrali zahraniční politiku včetně prezidentova plánu jet na jaře do Moskvy na oslavy výročí konce druhé světové války.

"Pan prezident mne informoval, že chce navštěvovat kraje a že se chystá na oslavy v květnu do Moskvy, kde má být americký prezident a další prezidenti. Takže jsme nějak koordinovali zahraniční aktivity," uvedl Babiš po zhruba půldruhahodinové schůzce. S prezidentem hovořili také o aktuálních otázkách, jako jsou plány v jaderné energetice či schvalování rozpočtu na příští rok.

Zdroj: ČTK
před 1 hodinou

Na summitu NATO bude Česko zastupovat Zeman, chce navrhnout změny

Česko bude na summitu NATO v Londýně 3. a 4. prosince zastupovat pouze prezident Miloš Zeman. Premiér Andrej Babiš (ANO) se zúčastní projednávání rozpočtu ve sněmovně, dohodli se na tom při pravidelné večeři na zámku v Lánech. Předseda vlády po jednání novinářům řekl, že na Severoatlantickou alianci má s prezidentem stejný názor, naznačil, že by se její pravidla měla po sedmdesáti letech změnit. Mluvit o tom chce na Evropské radě.

"Je to důležitá aliance, ale je potřeba aby si evropské členské státy víceméně řekly, že možná nastal čas celkově mluvit o té smlouvě, která byla podepsána před sedmdesáti lety," uvedl Babiš.

Zdroj: ČTK
Další zprávy