IBM Elektro-Optischer Modulator könnte Supercomputer auf Laptop-Größe schrumpfen lassen

IBM meldet einen Durchbruch in der Konstruktion von Prozessoren, der künftig „Supercomputer auf einem Chip“ ermöglichen könnte. Die IBM-Forscher haben einen neuen elektro-optischen Modulator zur Umwandlung elektrischer Signale in Lichtwellen entwickelt, der wesentlich kleiner ist als bisherige Modelle und den Weg ebnet für die optische Signalübertragung zwischen den einzelnen Prozessorkernen.

Anbieter zum Thema

E.E.P.D. Electronic Equipment Produktion & Distribution GmbH

Bicker Elektronik GmbH

congatec GmbH

Mit Lichtimpulsen wäre es möglich, die Daten zwischen den einzelnen Rechenkernen eines Multicore-Prozessors 100-mal schneller auszutauschen als über den elektrischen Signalweg und zugleich mit 10-mal weniger Stromverbrauch. Voraussetzung sind allerdings Modulatoren, die elektrische Signale in Laserlicht umsetzen.

Forschern von IBM ist es nun gelungen, Modulatoren zu bauen, die 100 bis 1000-mal kleiner seien als bisher vorgestellte Exemplar. Zudem könnte man tausende Kerne auf einem Chip unterbringen, so dass am Ende der Entwicklung Supercomputer-Rechenleistung für den Laptop zur Verfügung stünde.

Bisher vorgestellte Modelle hatten, laut Hannes Hübel von der Fakultät für Physik der Universität Wien, Größen im Millimeter-Bereich. Die Entwicklung von IBM sei daher ein für die praktische Anwendbarkeit wichtiger Miniaturisierungs-Vorstoß in den Mikrometer-Bereich.

Optische Datenübertragung verursacht keine EMV- und Wärmeprobleme

Heutiger Stand der Technik ist zum Beispiel der von IBM mitentwickelte Cell-Prozessor in der PlayStation 3. Er hat neun Rechenkerne, verbraucht viel Strom und muss ausgiebig gekühlt werden. Dagegen würden künftige „Supercomputer auf einem Chip“ mit hunderten Kernen auf einem Chip nur soviel Energie wie eine Glühlampe verbrauchen.

Als einen Vorteil der optischen Übertragung führt Hübel an, dass es bei optischen Signalleitern nicht zu einer Kopplung wie bei elektrischen Leitern kommen kann. Daher sei es theoretisch möglich, optische Leiterbahnen ohne aufwändige Abschirmung und somit dichter zu verlegen.

Weitere Vorteile wirken sich auch ökologisch aus. „Die optische Übertragung selbst entwickelt keine Wärme“, erklärt Hübel. Das reduziert nicht nur die Gefahr der Überhitzung des Multicore-Prozessors, sondern damit auch den Kühlungsbedarf. Insgesamt wird die Signalübertragung energieeffizienter, laut IBM um einen Faktor zehn. „Das ist auf jeden Fall realistisch, da Verluste bei der optischen Übertragung auf die hier extrem kurzen Distanzen praktisch vernachlässigbar sind“, erklärt Hübel.

Bis der Mini-Supercomputer Realität wird, dürfte es aber noch etwas dauern. Hübel gibt dazu zu bedenken. So müssen etwa neben dem Modulator noch weitere Komponenten vergleichbar miniaturisiert vorliegen u.a. passende Detektoren für die optischen Signale.

(ID:236301)