Prozessorkerne sollen per Licht kommunizieren IBM will Rechenzentren auf einen Chip reduzieren

Autor / Redakteur: Dirk Srocke / Florian Karlstetter

IBM-Forscher arbeiten an Wegen, um Tausende von Prozessorkernen auf einem einzigen Chip zu implementieren. Kommunizieren sollen die Schaltkreise über Lichtimpulse, die von einem Mach-Zehnder-Modulator generiert werden. Dieser ist wesentlich kleiner als vergleichbare Bauteile und erlaubt eine effektivere Datenübermittlung als Kupferdrähte.

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Die Leistung heutiger Rechenzentren wird sich in Zukunft auf der Größe eines Notebooks abbilden lassen, so IBMs Vision. Um das zu schaffen, sollen Tausende von Prozessorkernen auf einem Chip integriert werden. Zum Vergleich: AMDs aktueller Opteron „Barcelona“ vereint vier Kerne auf einem Die, der in Sonys Playstation 3 verbaute Cell-Prozessor verfügt über neun Cores.

Während heutige Prozessorkerne ihre elektrischen Signale noch per Kupferleitungen übermitteln, sollen Informationen in den geplanten CPUs per Licht ausgetauscht werden. Eine hierfür geeignete Technik haben Mitarbeiter des IBM T. J. Watson Research Center in Yorktown Heights (USA) jetzt im wissenschaftlichen Magazin „Optics Express“ beschrieben.

Miniaturisierter Modulator

Dreh- und Angelpunkt des Ganzen ist ein so genannter „Mach-Zehnder-Modulator“ aus Silizium. Das Element wandelt elektrische Signale in Lichtimpulse um und ist rund 100 bis 1.000 mal kleiner als vergleichbare Modulatoren. Damit könnte die Komponente die Grundlage für optische Routing-Netzwerke auf einzelnen Chips bilden.

Die skizzierte Architektur böte einige Vorteile: Daten lassen sich mit Licht deutlich schneller übertragen als per Kupferkabel, als Anhaltspunkt nennt IBM den Faktor 100. Zudem könnte mit der optischen Kommunikation Strom gespart werden. Im direkten Vergleich sinke der Energieverbrauch um zehn Prozent.

Teilt man IBMs Vision vom kompakten Rechenzentrum ist noch mehr drin: „Die zur Zeit schnellsten Supercomputer verbrauchen dieselbe Energiemenge wie rund 100 Eigenheime. Supercomputer auf winzigen Siliziumchips wären dagegen beim Energieverbrauch mit einer gewöhnlichen Glühbirne vergleichbar“, heißt es in der offiziellen Mitteilung des Unternehmens.

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