Дослідники компанії IBM створили ультравысокоскоростную і енергоефективну технологію оптичних комунікацій
Команда дослідників компанії IBM, що працюють в рамках програми, що фінансується Управлінням перспективних дослідницьких програм Пентагону DARPA розробили новий метод передачі величезних обсягів інформації при безпрецедентно низькому рівні споживання енергії. Порівняно з попередніми подібними досягненнями швидкість передачі інформації була збільшена на 66 відсотків, а кількість витрачається на передачу енергії скоротилося приблизно в два рази. Слід зауважити, що подібне досягнення робить людство на крок ближче до створення надшвидкісних суперкомп'ютерів, здатних працювати на швидкостях, що перевищують швидкості роботи самих сучасних обчислювальних систем в сотні разів.
Якщо говорити більш точно, то дослідники IBM створили оптичну лінію зв'язку, що забезпечує швидкість передачі інформації в 25 Гбіт/с. Цей оптичний канал споживає всього 24 мілівата енергії, а на частку одного біта інформації витрачається всього 1 пикоджоуль енергії. Джоуль - це міра кількості енергії, потрібної для вироблення одного вата потужності протягом однієї секунди, ну а пикоджоуль становить 10^-12 джоуля.
Вчені прогнозують, що суперкомп'ютери майбутнього экзафлопс-рівня дозволять вирішити безліч важких завдань, які не здатний вирішити зараз ні один з існуючих комп'ютерів. До таких завдань можна віднести моделювання клімату в масштабі всієї планети, моделювання живої клітини на молекулярному рівні, проектування наноструктур із заданими властивостями і безліч інших завдань. Ці суперкомп'ютери зможуть працювати зі швидкістю 10^18 обчислень з плаваючою комою в секунду, реалізація чого зажадає розробки безлічі нових технологій. "Ми припускаємо, що обчислювальні машини экзафлопс-рівня з'являться приблизно до 2020 року, але для цього потрібно провести масу нових досліджень і розробити нові технології" - розповідає Джонатан Е. Проесель (Jonathan E. Proesel), один з працівників Дослідницького центру IBM імені Дж. Уотсона.
Для того, щоб досягти надвисоких швидкостей обчислень суперкомп'ютерні системи повинні володіти здатністю моментально передавати і приймати величезні масиви інформації, витрачаючи на це мінімум енергії. Саме цього вдалося домогтися дослідникам IBM, які створили комунікаційний чіп, виготовлений по 40-нм технології SOI CMOS (silicon-on-insulator complementary metal-oxide-semiconductor)? на якому розташовувалися інноваційні лазери, що випускають світло з поверхні вертикальних западин (vertical-cavity surface-emitting lasers, VCSEL), і фотодатчиками, розробленими та виготовленими компанією Sumitomo Electric Device Innovations USA, відомої раніше за назвою Emcore.
"Ми продовжуємо наші дослідження, спрямовані на збільшення швидкості оптичних комунікацій і зменшення кількості споживаної енергії. Раніше, збільшуючи швидкості передачі інформації, ніхто не замислювався над енергетичною проблемою, тепер, коли кількість оптичних каналів у складі одного суперкомп'ютера буде обчислюватися тисячами і сотнями тисяч, енергетична проблема може стати дуже гостро. І до того часу ми будемо мати готове рішення" - розповідає Проесель.
Представники компанії IBM збираються опублікувати характеристики та детальну технічну інформацію щодо їх досягнення, на конференції Optical Fiber Communication Conference and Exposition/National Fiber Optic Engineers Conference (OFC/NFOEC), яка буде проходити з 17 по 21 березня в Анахаймі, Каліфорнія.