Компания IBM внедрила принципы волоконной оптики в конструкции процессоров. Это направлено на повышение скорости внутренней коммуникации в электронных устройствах и снижение энергозатрат процессоров. Оптический волновод, являющийся ключевым элементом этой технологии, повышает скорость передачи данных на 80%.
Ученые IBM создали новую технологию для ускорения обмена данными внутри центров обработки данных.
Волноводы составляют часть технологии совместной упаковки оптики (CPO), где оптические элементы и электронные микросхемы соединяются непосредственно на одной плате. Благодаря этому подходу IBM планирует ускорить передачу данных между чипами и уменьшить энергопотребление.
Специалисты полагают, что разработанное решение способно существенно повысить передачу информации в любых информационных устройствах, прежде всего в центрах обработки данных. Данная технология также может быть полезна для сектора искусственного интеллекта, ускоряя обучение моделей и уменьшая затраты на электроэнергию.
Переход от электрических к оптическим соединениям
В центрах обработки данных внутренние соединения между микросхемами на печатных платах и другими компонентами основаны на медных проводах для передачи электрических сигналов. Такой способ работы имеет ряд ограничений: высокое энергопотребление и низкую пропускную способность проводов. В результате графические ускорители иногда вынуждены ждать необходимых данных, теряя время и энергию.
Для решения этих проблем компания IBM выдвигает свой модуль CPO. Оптоволоконные линии считаются наилучшим решением в сфере связи на дальние расстояния, и именно поэтому их широко применяют. «Это позволяет добиться значительно большей пропускной способности, чем при электрическом соединении данных, — заявил Мукеш Кхаре, генеральный менеджер IBM, на пресс-конференции по этой технологии. В сообщении для прессы компания указывает, что устройство сокращает время простоя графических процессоров и ускоряет обработку данных.»
Оптические волокна, несмотря на свою тонкость, при соединении в пучок занимают много места на небольшом чипе. Например, четыре волокна диаметром 250 микрон размещаются на одном миллиметре. IBM нашла решение этой проблемы с помощью полимерного волновода, позволяющего организовать волокна более компактно. В результате исследователи увеличили плотность передачи данных в шесть раз по сравнению с существующими технологиями, что существенно повысило пропускную способность.
Благодаря этой инновации возможно размещение до 51 оптического канала передачи данных на каждый миллиметр края чипа. Скорость передачи данных по световым волокнам в 80 раз выше, чем при использовании обычных электрических соединений. Монтаж системы также минимизирует потерю света при передаче.
Компания IBM заявляет, что её устройства прошли все требуемые испытания на прочность. Прототипы испытывались в экстремальных условиях: температура колебалась от -40°C до 125°C, а также был повышен уровень влажности. Оптические соединения проверялись на гибкость и механическую прочность.