Znajdź zawartość

IBM zaprezentował technologię CMOS Integrated Silicon Nanophotonics (CISN) i zapowiedział, że już w przyszłym roku pojawią się układy scalone, które będą przesyłały dane za pomocą impulsów światła. Technologia CMOS z krzemową nanofotoniką, która opracowaliśmy w IBM-ie może spełniać wymagania stawiane przed systemami eksaskalowymi poprzez skalowanie przepustowości i zwiększanie gęstości upakowania poszczególnych elementów - powiedział Will Green z IBM-a. Od kilku lat słyszymy, że IBM, Intel, HP, NEC, IMEC Samsung i dziesiątki innych firm pracują nad krzemową fotoniką, która ma być przyszłością technologii CMOS. Teraz Błękitny Gigant ogłosił, że jego specjalistom udało się rozwiązać problemy związane ze zintegrowaniem fotoniki z elektroniką i konwersją sygnałów elektrycznych w optyczne i na odwrót. W związku z tym technologia CISN trafi do komercyjnych układów scalonych już w przyszłym roku. Sytuacja podobna jest do tej, gdy Marconi zademonstrował pierwszą radiową transmisję przez Atlantyk. Dzisiaj oceany dzielą systemy cyfrowe, płyty główne i układy scalone, ale IBM udowodnił, że optyczne łącza mogą przekraczać te oceany za pomocą tradycyjnej litografii CMOS - stwierdził Rick Doherty, analityk z firmy The Evisioneering Group. Ostatnim z głównych problemów, które niedawno rozwiązał IBM na drodze do komercjalizacji CISN, było nałożenie warstwy germanu w technologii CMOS. Już wcześniej firma Freescale we współpracy z Luxterą pokazały sposób na nakładanie germanu w ostatnim etapie produkcji. Inżynierowie IBM-a opracowali metodę nakładania go na samym początku, dzięki czemu udało się aż 10-krotnie zmniejszyć przestrzeń zajmowaną przez komponenty optyczne. To z kolei pozwoliło na umieszczenie optycznych nadajników/odbiorników na powierzchni zaledwie połowy milimetra kwadratowego i zintegrowanie ich z 65-nanometrowym układem CMOS. Technologia CISN pozwala na budowę bloków o wymiarach 4x4 milimetry, umożliwiających przepustowość rzędu terabita na sekundę. IBM przewiduje, że w najbliższych latach CISN będzie coraz szerzej używana i udoskonalana tak, iż do roku 2016 zostanie wykorzystana do łączenia rdzeni w pojedynczym procesorze.

Naukowcy z IBM-a udostępnili dokumenty, które omawiają technologię pozwalającą na spowalnianie sygnałów optycznych – w tym wypadku fotonów – w mikroprocesorze. To kluczowa technika, które pozwoli na skonstruowanie układów przesyłających dane za pomocą łączy optycznych. IBM, Intel i wiele innych firm od dawna prowadzą badania nad zastąpieniem łączami optycznymi metali, wykorzystywanych do przesyłania sygnałów w układach scalonych. Pobierają one znacznie mniej energii, nie generują ciepła i przesyłają sygnały szybciej niż łącza metalowe. Oczywiście łącza takie powinny być zintegrowane na krzemie, ponieważ znacznie obniżyłoby to koszty produkcji układów. Intelowi udało się np. skonstruować krzemowy laser, jednak urządzenie nie znalazło jeszcze komercyjnego zastosowania. IBM-owi właśnie udało się spowolnić przekazywanie sygnałów optycznych, co pozwoli na kontrolowanie i zsynchronizowanie przepływu danych przekazywanych za pomocą fotonu. Błękitny Gigant dokonał tego za pomocą prostej pozornie sztuczki. Wykorzystano w tym celu "mikrorezonator pierścieniowy”. To rodzaj pętli, w której sygnał krąży przez jakiś czas, zanim może udać się w dalszą drogę. W ten sposób wydłużono czas wędrówki sygnału pomiędzy dwoma punktami w układzie. Technika ta ma i taką zaletę, że "mikrorezonator” ma kształt okręgu, a więc całość jest dostatecznie mała, by zmieścić się w układzie scalonym. W ten sposób 10 bitów informacji może jednocześnie "podróżować” na powierzchni 0,03 milimetra kwadratowego.