IBM Research: Nanophotonik-Chip soll Exascale-Computing ermöglichen

IBM Research hat einen Chip entwickelt, der anstatt elektrischer Impulse Licht zur Kommunikation verwendet. Dem Unternehmen zufolge ermöglicht die Technologie kleinere, schnellere und energieeffizientere Chips, als dies mit herkömmlichen Methoden der Fall ist. Dafür haben die Forscher elektrische und optische Leiter auf einem Stück Silizium aufgebracht.

An CMOS Integrated Silicon Nanophotonics, wie IBM die Technologie nennt, haben seine Wissenschaftler zehn Jahre lang geforscht. Sie ist bereits zum Patent angemeldet.

Die Silizium-Nanophotonik soll die Kommunikation von CPUs verändern und verbessern – bei einer zehnfach höheren Integrationsdichte. IBM will damit seine Bemühungen im Bereich des Exascale-Computings vorantreiben. Das Ziel ist es, einen Supercomputer zu entwickeln, der eine Rechenleistung von einem Exaflops – also einer Trillion Gleitkommaoperationen pro Sekunde – erreicht. Ein Exascale-Supercomputer wäre rund Tausend Mal schneller als das heutzutage schnellste Gerät.

„Die Entwicklung der Silizium-Nanophotonik-Technologie bringt uns der Vision von optischen On-Chip-Verbindungen ein gutes Stück näher“, sagt T.C. Chen, VP für Wissenschaft und Technologie bei IBM Research. Mit einer in den Prozessor integrierten optischen Kommunikationsmöglichkeit rückten langsam auch energieeffiziente Exaflops-Computer in greifbare Nähe.

Die Chips lassen sich im Front-End eines Standard-CMOS-Prozesses fertigen und erfordern keine neuen oder speziellen Geräte. So können Siliziumtransistoren und Silizium-Nanophotonik-Chips auf Basis des gleichen Ausgangsmaterials produziert werden. Dafür haben die Forscher eine Reihe ultrakompakter aktiver und passiver Nanophotonik-Leiter entwickelt, die bis zur Beugungsgrenze verkleinert wurden – die geringste Größe, die für ein Dielektrikum möglich ist.