Panu Roivas
15. maaliskuuta, 2015 21:07
Nykyään mikropiirit toteutetaan piisiruille upotettavilla kuparijohtimilla, mutta IBM:n mukaan tämä ei tule jatkossa riittämään supertietokoneiden tarpeisiin. Seuraavaksi kehitysaskeleeksi suunnitellaankin piirien sisäistä fotoniikkaa.
IBM siirtyi vuonna 1997 ensimmäisenä käyttämään piirien sisällä alumiinijohtimien sijaan kuparia, joka oli aikanaan iso askel Mooren lain jatkumisen kannalta. Samaa linjaa jatketaan nyt etsiessä seuraajaa kuparille, ja kohteena on tällä kertaa fotoniikka. Teoriassa fotonipiirit tiputtaisivat merkittävästi tehonkulutusta sekä lämmöntuottoa, jotka ovat luonnollisesti suuria esteitä nykyisten piirien kannalta erityisesti supertietokoneiden kokoskaalassa.
Uutta valotekniikkaa on kehitelty IBM:n laboratorioissa jo siihen pisteeseen, että yritys on kehittänyt fotonipiirin, joka on saatu integroitua perinteisen suorittimen kanssa saman pakkauksen alle. 2013 Intel esitteli jo 5 mm johtimen, joka kykeni 100 Gbps tiedonsiirtoon palvelinten välillä, mutta samaa ei ole vielä toistettu piirien sisällä. IBM aikoo esitellä uutta tekniikkaa 25. maaliskuuta OFC-konferenssissa Los Angelesissa.
Valokuitujen tapaan infrapunan aallonpituuksilla toimivia johtimia kaavaillaan supertietokoneiden piirien väliseen sekä sisäiseen kommunikaatioon, mutta sitä ennen nykyisen optiikan on vielä kehityttävä merkittävästi. Piin käyttöä puolijohteena ollaan jo hylkäämässä, mutta toistaiseksi korvaajaa joudutaan vielä odottelemaan, joten sillä välin osittain fotonijohtimilla varustetut hybridipiirit voisivat osaltaan auttaa jatkamaan Mooren lain kehitystä. Uusien teknologioiden kehitysaikataulua on vaikea ennustaa, mutta joidenkin arvioiden mukaan fotonipiirejä käyttäviä exaluokan supertietokoneita nähtäisiin vuoteen 2020 mennessä.