IBM verbessert Datenaustausch zwischen Chips

IBM hat Details zu einem neuen Verfahren für den Datenaustausch zwischen Chips bekannt gegeben. Beim so genannten Through Silicon Vias (TSV) werden Komponenten wie Prozessoren und Hauptspeicher oder die Kerne zweier Prozessoren direkt über kleine Drähte miteinander verbunden. Das Verfahren soll die Performance verbessern und den Energieverbrauch reduzieren.

Die ersten Muster will IBM noch in diesem Jahr an Kunden ausliefern. Die kommerzielle Nutzung von TSV soll schon im nächsten Jahr beginnen. In IBMs Silizium-Germanium-Chips soll TSV den Energieverbrauch um bis zu 40 Prozent senken. Um die TSV-Verbindungen zu erzeugen werden mikroskopisch kleine Löcher in die Chips gebohrt und anschließend mit Wolfram gefüllt.

TSV soll zukünftig die Bus-Technik ablösen, die aktuell für die Kommunikation zwischen Chips verwendet wird. Bei der Bus-Technik befinden sich die Anschlüsse an der Seite eines Chips. Mit TSV wird die vergleichsweise große Ober- oder Unterseite eines Chips mit Bohrungen versehen, um die TSV-Verbindungen zu etablieren. Das erlaubt eine vertikale Anordnung auf dem Mainboard, wodurch der Platzbedarf verringert wird.

Nach Ansicht von IBM könnte TSV in drei bis fünf Jahren die Prozessoren und Hauptspeicher direkt miteinander verknüpfen und damit einen Speichercontroller überflüssig machen. So sei eine Performance-Steigerung von etwa 10 Prozent bei einer gleichzeitigen Senkung des Energieverbrauchs um 20 Prozent möglich.

Neben IBM arbeiten auch andere Unternehmen an TSV. Als Intel Ende letzten Jahres auf seinem Entwicklerforum einen Prozessor mit 80 Kernen präsentierte, war der integrierte Hauptspeicher über TSV angebunden. „TSV ist eigentlich eine bemerkenswertere Technik, als 80 Prozessorkerne auf einem Stück Silizium anzuordnen“, sagte Intel-CTO Justin Rattner.

Intel hat bisher noch keine Pläne zur kommerziellen Nutzung von TSV bekannt gegeben. Bei der TSV-Entwicklung hat IBM seinen Konkurrenten überholt, weil man die neue Technik nicht für die schwierige Verbindung von Prozessorkern und Speicher verwendet. „Das wirklich Neue ist, dass wir einen Weg gefunden haben, um TSV kurzfristig in unsere Produktion einzubinden“, sagte Lisa Su, Vizepräsident der Abteilung Halbleiterforschung und -entwicklung bei IBM.