IBM展示首款片上硅片 为下一代高性能计算奠定基础

魏妮秋
导读 [x fast]下一代芯片技术中最令人兴奋的是硅光电应用,可以显著降低系统功耗,增加带宽。这种“芯片对芯片”的通信模式在硅片上使用光作为

[x fast]下一代芯片技术中最令人兴奋的是硅光电应用,可以显著降低系统功耗,增加带宽。这种“芯片对芯片”的通信模式在硅片上使用光作为信息传输介质,因此可以实现比传统铜线更好的数据传输性能,同时将能耗降低到一个不可思议的程度。现在,IBM声称已经将这项技术提升到了一个更高的层次,将一个硅光集成芯片封装成了和CPU一样的封装尺寸。

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上传于2015年3月16日12: 22

需要指出的是,硅光技术一直是高性能计算的重要研究领域,被视为超级计算机长远发展不可或缺的环节。

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上图显示了实现“Exaflop”目标所需的消耗。DARPA主任Bob Colwell认为无论如何都不可能,因为带宽和能效的“成本”太高。

如果采用“光连接”,每Gb带宽的能耗只有1mW,每Gb的带宽成本只有2.5分钱。——相比现在的10美元,优势还是比较明显的。

下图是目前硅光子技术的进展,连接器集成在主板上。IBM的最新研究已经成功地将硅光阵列集成到一个类似CPU的封装中,虽然3354还没有与CPU集成。

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制造硅光学芯片的主要障碍之一是如何应用导波。目前硅光的应用大多是把设备和接收器放在主板附近,而没有把布线延伸到封装内。

为了实现这一点,IBM不得不开发导波技术来连接硅和聚合物,而不管它们的大小不同,这是通过“锥形化”和“精确对准”来实现的。

那么,使用这种技术的消费产品什么时候会出现呢?

虽然利用光在计算机上传输数据的概念已经有几十年的历史,但我们似乎无法在短时间内看到这项技术给消费市场带来的改变。

究其原因,万亿次级别的高性能计算的带宽和功耗与铜线有着天壤之别,开发和使用的成本不是谁能轻易承担的。

如果非要说一个时间的话,我觉得至少要5年(可能7-10年)才能成为主流。

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