IBM bouwt een optochip

Teake Zuidema

Medewerkers van IBM schrijven in het septembernummer van IEEE Spectrum dat ze een circuit board hebben ontwikkeld waarin een optische bus is ingebouwd.

Computers worden vele malen sneller wanneer datatransfer over een circuit board optisch kan verlopen. Met zo’n optochip denkt IBM binnen vijf jaar supercomputers af te kunnen leveren die honderd keer zo snel zijn als de huidige generatie supercomputers.

 

Het grootste obstakel in de ontwikkeling naar snellere computers is de tijd die data nodig heeft om via koperverbindingen heen en weer te bewegen tussen verschillende microprocessors, RAM en ports. De snelheid van datatransfer over busverbindingen op circuitboards blijft steeds verder achter bij de alsmaar snellere microprocessors. ‘Driekwart van de tijd doet een processor niets anders dan wachten op data’, schrijven de onderzoekers van IBM.

 

Deze groeiende bandwidth gap is vooral een groot probleem bij supercomputers waarin duizenden microprocessors parallel samenwerken. Dergelijke computers opereren alleen op piekvermogen als problemen eenvoudig zijn op te splitsen in aparte taken. Hoe meer datatransfer tussen de verschillende microprocessoren nodig is, hoe trager de computer opereert. Bovendien heeft zo’n supercomputer een warboel van optische connectoren nodig om verschillende racks (torens van rekeneenheden waaruit een supercomputer is opgebouwd) met elkaar te verbinden.

 

‘Om de exponentiële prestatieverbetering van deze parallelle computers vol te houden, moeten we meer optische verbindingen in een vastgestelde ruimte stouwen en deze optische verbindingen verder integreren in de elektronische processors’, aldus de onderzoekers van IBM. Daartoe hebben ze inmiddels twee optochips of optische tranceivers gebouwd die elektronische signalen omzetten in optische signalen en deze langs tientallen optische kanalen versturen.

 

Beide optochips van IBM gebruiken VCSEL (vertical-cavity surface emitting lasers) als lichtbron en zijn te moduleren met snelheden tot veertig gigabyte per seconde. Het onderzoek van IBM wordt mede gefinancierd door Darpa.