Передача информации на большие расстояния по оптоволоконным линиям связи
давно стала обычным делом, но разработчики из Лаборатории фотоники
Intel в Калифорнии решили пойти дальше. Они интегрировали оптические
каналы внутрь микросхем, что на порядок увеличило скорость передачи
данных.
На прошлой неделе команда под руководством д-ра Марио
Паниччия (Mario Paniccia) продемонстрировала первую систему передачи
данных на основе этого принципа. Электронный сигнал, поступающий на один чип, преобразуется в оптический,
передается по оптоволоконному каналу и снова превращается в электронный
сигнал несколькими долями секунды позже. Система способна передавать
данные со скоростью 50 гигабайт в секунду, что достаточно для передачи
полнометражного HD-фильма менее, чем за секунду.
«Кремниево-фотонные
чипы» могут заменить электрические линии связи между различными
компонентами компьютера (например, между процессором и памятью). Медные
проводники, используемые сегодня, могут передавать данные со скоростью
около 10 гигабайт в секунду. Чтобы скорость «внутренней» связи не
ограничивала быстродействие компьютера, его критические компоненты
должны располагаться как можно ближе друг к другу. И если для
персональных компьютеров компактный дизайн скорее преимущество, то в
крупных центрах обработки данных, с которыми работают такие гиганты как
Google, Microsoft и Facebook, неплохо было бы разгрести все эти «груды
меди» (по выражению Паниччия) и более рационально организовать
внутренние компоненты серверов.
Создание «свободного
пространства» внутри серверов также упростит их охлаждение и снизит
затраты на вентиляцию, которые на данный момент составляют около
половины затрат крупных центров обработки данных.
Более того,
работа самих «кремниево-фотонных» линий связи требует меньших затрат
энергии. В случае обычных проводников, энергозатраты возрастают
экспоненциально с увеличением расстояния передачи информации. Оптическое
волокно позволяет сигналам меньшей мощности проходить быстрее и дальше.
Для процессов, в которых требуется высокая пропускная способность
канала (например, обработка изображений и видео), можно добиться на
порядок более высокой энергоэффективности.
Пользователи
персональных компьютеров и портативных устройств также не останутся в
стороне. Система Intel, созданная с помощью той же технологии, которая
используется в массовом производстве компьютерных чипов, может коренным
образом изменить дизайн привычной техники. Например, можно будет
размещать память не в корпусе, а за дисплеем ноутбука, или создавать
«дополнительные модули памяти» в док-станции смартфона, при подключении к
которой устройство начинает работать быстрее.
Ожидается, что внедрение одной новой технологии «потянет» за собой
другие. Чтобы полностью использовать преимущества «внутренней»
оптоволоконной связи, недостаточно просто выбросить металлические
провода и заменить их оптическими. Следующим шагом будут изменения в
дизайне подключаемых устройств. Например, разработка процессоров, внутри
которых работают оптические, а не электронные проводники. Возможно,
этот вариант «оптического компьютера» будет доступен уже в ближайшем
будущем.
А вот появление квантового компьютера,
похоже, еще за горами. Но ученые во всем мире продолжают работать над
идеями и конструкциями, которые приближают эпоху квантовых вычислений.
