Исследователи компании IBM создали ультравысокоскоростную и энергоэффективную технологию оптических коммуникаций

Команда исследователей компании IBM, работающих в рамках программы, финансируемой Управлением перспективных исследовательских программ Пентагона DARPA, разработали новый метод передачи огромных объемов информации при беспрецедентно низком уровне потребления энергии.

По сравнению с предыдущими подобными достижениями скорость передачи информации была увеличена на 66 процентов, а количество расходуемой на передачу энергии сократилось приблизительно в два раза.

Следует заметить, что подобное достижение делает на шаг ближе к созданию сверхбыстрые суперкомпьютеры, способные работать на скоростях, превышающих скорости работы самых современных вычислительных систем в сотни раз.

Если говорить более точно, то исследователи IBM создали оптическую линию связи, обеспечивающую скорость передачи информации в 25 Гбит/с. Этот оптический канал потребляет всего 24 милливатта энергии, а на долю одного бита информации расходуется всего 1 пикоджоуль энергии. Джоуль - это мера количества энергии, требующейся для выработки одного ватта мощности в течение одной секунды, ну а пикоджоуль составляет 10^-12 джоуля.

Ученые прогнозируют, что суперкомпьютеры будущего экзафлопс-уровня позволят решить множество тяжелых задач, которые не способен решить сейчас ни один из существующих компьютеров. К таким задачам можно отнести моделирование климата в масштабе все планеты, моделирование живой клетки на молекулярном уровне, проектирование наноструктур с заданными свойствами и множество других задач. Эти суперкомпьютеры смогут работать со скоростью 10^18 вычислений с плавающей запятой в секунду, реализация чего потребует разработки множества новых технологий. "Мы предполагаем, что вычислительные машины экзафлопс-уровня появятся приблизительно к 2020 году, но для этого потребуется провести массу новых исследований и разработать новые технологии" - рассказывает Джонатан Э. Проесель (Jonathan E. Proesel), один из работников Исследовательского центра IBM имени Дж. Уотсона. Для того, чтобы достичь сверхвысоких скоростей вычислений суперкомпьютерные системы должны обладать способностью моментально передавать и принимать огромные массивы информации, затрачивая на это минимум энергии. Именно этого удалось добиться исследователям IBM, которые создали коммуникационный чип, изготовленный по 40-нм технологии SOI CMOS (silicon-on-insulator complementary metal-oxide-semiconductor)? на котором располагались инновационные лазеры, испускающие свет с поверхности вертикальных впадин (vertical-cavity surface-emitting lasers, VCSEL), и фотодатчиками, разработанными и изготовленными компанией Sumitomo Electric Device Innovations USA, известной ранее под названием Emcore.

"Мы продолжаем наши исследования, направленные на увеличение скорости оптических коммуникаций и уменьшение количества потребляемой энергии. Раньше, увеличивая скорости передачи информации, никто не задумывался над энергетической проблемой, теперь, когда количество оптических каналов в составе одного суперкомпьютера будет исчисляться тысячами и сотнями тысяч, энергетическая проблема может встать очень остро. И к тому времени мы будем иметь готовое решение" - рассказывает Проесель.

Представители компании IBM собираются опубликовать характеристики и подробную техническую информацию, касающиеся их достижения, на конференции Optical Fiber Communication Conference and Exposition/National Fiber Optic Engineers Conference (OFC/NFOEC), которая будет проходить с 17 по 21 марта в Анахайме, Калифорния.