Pokrok v oblasti křemíkových laserů možná v budoucnu zcela odstraní problémy s klasickými obvody v počítači. Dočkáme se „světelných“ počítačů?
Společnost Intel představila novou technologii optického přenosu dat nazvanou „Silicon Photonics Link“, která je určena především k budoucímu nahrazení klasických spojů, například na základní desce. Dnešní technologie používá k přenosu informace elektrony v metalických spojích, což s sebou nese nejen pomalé rychlosti a velká rušení, ale také vysokou spotřebu nebo ztráty.
Tak trochu jiný Light Peak
Pokud si ještě vzpomínáte na technologii Light Peak, která je však vyvíjená separátně od tohoto projektu, ta je určena pro optický přenos informací v rámci externích zařízení, jako jsou monitory nebo externí disky, mohla by však nahradit i klasický metalický ethernet nebo SATA rozhraní pro pevné disky nebo SSD. Light Peak se chlubí rychlostí 10 Gb/s až do vzdálenosti 100 metrů po velmi tenkém optickém kabelu, přičemž přenos dat probíhá po čtyřech optických vláknech. V budoucnu by mohl nahradit většinu portů (technologie zvládá několik protokolů) a stát se tak jedním univerzálním a velmi rychlým komunikačním rozhraním pro většinu periférií.
Po několikaletém vývoji se však Intelu podařilo vyrobit i funkční prototyp fotonové technologie, která je založena na hybridním křemíkovém laseru, který je vyráběn podobnými metodami jako běžné procesory, což znamená, že jeho cena by měla být i v počátku levná a snadná pro hromadnou výrobu.
Technologie je sice velmi podobná Light Peaku (na trhu bude začátkem roku 2011), je však určena především pro vnitřní propojení jednotlivých částí počítače, tedy například čipsetu a procesoru, operačních pamětí nebo grafických karet. Čtyři vysílací i přijímací čipy, které převádí (rozloží a opět složí) světelný signál čtyř laserových paprsků na elektrický a naopak, mají rychlost v případě jednoho optického vlákna až 50 Gb/s, přičemž s jedním laserovým paprskem lze docílit propustnosti až 12,5 Gb/s. To vše bez chyb, přeslechů, útlumu a dalších problémů, které se vyskytují u metalických spojů.
Inženýři z Intelu tuto technologii stále vyvíjejí a chtějí dosáhnout mnohem vyšších hodnot, dle tvrzení se v budoucnu počítá i s propustností 1 Tb/s.
Světlo jako budoucí řešení
Postupem času se jednotlivé čipy neustále zrychlují, ať už se jedná o samotný procesor nebo další čipy na základní desce, včetně komponentů jako paměti nebo grafické karty. Úzkým hrdlem systém tak začínají být jednotlivá propojení mezi těmito součástmi, které jsou obvykle vyrobeny například z měděných spojů, což však pomalu začíná být tím jedním z hlavních limitujících faktorů.
Elektrony se v běžných metalických spojích pohybují výrazně pomaleji než fotony v optických vláknech. Elektrické obvody a spojení mají tolik negativních parametrů, které už budou některé moderní zařízení v budoucnu omezovat.
Optické spoje jsou tak pravděpodobně jediným možným způsobem, jak pokročit na mnohem výkonnější technologie (terabajtové, petabajtové a vyšší rychlosti), které budou tvořeny různými druhy optických cest a spojení. Fotony pro přenos navíc nevyžadují žádný materiál (měď, vodiče atp.), optický signál lze šířit i vzduchem a snadno směrovat pomocí miniaturních zrcadel. Nabízí se tak i možnost mít jednotlivé výpočetní části počítače na různých místech, spojené dlouhými optickými vlákny.
I když jsou počítače založené zcela na fotonech (optické procesory i čipy) zatím velmi vzdálenou budoucností, možná se během několika let setkáme s postupně rozšiřující formou hybridních počítačů, které budou využívat jak křemík v podobě elektrických obvodů v čipech, tak i optické cesty a spojení, jež budou vysílat a přijímat fotony pomocí hybridních křemíkových čipů. Tento optický signál se bude opět převádět na známý elektrický signál pro ostatní výpočetní čipy. Křemík je navíc levný a široce dostupný prvek, který umožňuje držet výrobní cenu na přijatelné hodnotě i pro koncové uživatele.
Video
