Intel weer stap dichterbij photonicschip

Intel is weer een stap dichterbij het integreren van optische technologie in standaard siliciumchips. Het bedrijf is er in geslaagd om een lichtstraal te moduleren en detecteren met een snelheid van 40Gb/s.

Samen met de vorig jaar gebouwde siliciumlaser is men al een heel eind onderweg richting goedkope optische communicatie tussen chips. Naast de vorig jaar aangekondigde laser en de in juli gepresenteerde modulator is de maandag voorgestelde detector een van de belangrijkste onderdelen van zo'n systeem. De grootste horde die nu nog genomen moet worden is de massaproductie van deze onderdelen, waarvoor een goedkope en betrouwbare methode nodig is om glasvezelkabels op de chip aan te sluiten. Ook moet het proces worden geïntegreerd in de standaard fabrieken, in plaats van gebruik te maken van trucs die nu alleen mogelijk zijn in een speciaal uitgeruste productielijn.

Eerder werd al bekend dat in de specificatie van Intels fsb-opvolger csi al rekening is gehouden met een eventuele overstap van koperen naar optische bussen. Men denkt dezelfde techniek nog minstens tot 100Gb/s op te kunnen schalen, oftewel 12,5GB/s per verbinding. Door gebruik te maken van verschillende frequenties kunnen meerdere signalen tegelijk door dezelfde kabel lopen, waardoor bandbreedtes die in de terabits lopen mogelijk worden. Intel verwacht de eerste producten die gebruik zullen maken van deze technieken binnen drie jaar.

Reacties (36)

optische schakelingen produceren bijna geen warmte. (vanwege laag energieverbruik)
dus optische hardware kan passief gekoeld worden. (als het al gekoeld moet worden)
Verder is optische hardware energiezuinig en sneller!

Ook kun je in een optisch signaal meer 'data' kwijt. De frequentie van het licht kun je zeer nauwkeurig varieren, waarbij iedere kleur variatie een andere waarde kan hebben. In tegenstelling tot microspanning.

Mwah dat het zo makkelijk te koelen is, als je kijkt naar gigabit switches is het natuurlijk de chip zelf die niet zozeer warmte produceert maar het hele verhaal erom heen. En dit zul je toch nodig blijven hebben. Misschien dat de northbridge op termijn minder warmte gaat produceren maar het complete systeem is een ander verhaal.
Verder klopt het wel dat je de frequentie heel precies kunt regelen, maar dit verhaal gaat ook op voor conventionele verbindingen die worden ook op de microvolt regeld mocht dit gewenst zijn. De pijn zit ´m erin en dat zie je ook bij Intel dat dit toch niet zo eenvoudig is. Ze willen in de eerste instantie het spectrum (of een deel van) opdelen in 8 delen zodoende is de schakeling minder gevoelig.
Wat ik een beetje raar vind ze delen dit op in een bepaalde frequentie en hier wordt weer met een bepaalde frequentie data overheen verstuurd? Of gaat het hier net zoals bij gewone optische verbindingen met ´pulsen´ als het ware en delen ze bv een frequentie gebied van 700 tot 800 nm op?

"Licht" is een elektromagnetische golf met een bepaalde frequentie. In telecommunicatie b.v. wordt veel gebruik gemaakt van 1550nm licht (diep infrarood), wat correspondeert met een golffrequentie van ongeveer 193,5THz... Moduleer hier een signaal op met 12,5GHz en je zult deze in het frequentiespectrum van het licht niet of nauwelijks waarnemen. Dus kun je volledig onafhankelijk van elkaar ook data op b.v. 1549 en 1551nm zetten en zo kunnen verschillende "kleuren" licht op 1 lijn volledig onafhankelijk data transporteren.

Normaal worden optische chips op andere structuren dan silicium gebouwd, omdat het voor silicium niet triviaal is dat deze licht kan produceren / detecteren. Deze "exotische" structuren bevatten meestal IndiumPhosphide of GalliumArsanide of een combinatie van deze. En daarom: petje af voor Intel

optische schakelingen produceren bijna geen warmte

Het licht wordt gewoonlijk geproduceerd met laser of met een LED. Lasers kunnen, bij mijn weten, dan weer wel redelijk wat warmte produceren.

Verder is optische hardware energiezuinig en sneller!

Wat bedoel je met sneller? De bandbreedte is misschien wel hoger en je hebt minder last van verliezen en interferentie, maar een elektrisch signaal in een klassiek circuit plant zich ongeveer even snel voor als het lichtsignaal ("c" = de snelheid van het licht wat dezelfde snelheid is voor alle vormen van elektromagnetische straling)... of anders heb ik niet goed genoeg opgelet in de lessen natuurkunde

bedoel je nu dat laserlicht warmte afgeeft of dat het apparaat dat laser produceert warmte produceert.

Ik had het over het apparaat dat laserlicht produceert...

Licht op zich kan ook warmte produceren (het heeft, volgens Einstein, namelijk zowel een golf-karakter (zonder warmte) als een deeltjes-karakter (met warmte))... De hoeveelheid geproduceerde warmte zal, vermoed ik, echter wel veel lager liggen dan die van de rest van het systeem...

[Reactie gewijzigd door apa op 18 september 2007 14:50]

bedoel je nu dat laserlicht warmte afgeeft of dat het apparaat dat laser produceert warmte produceert. Het 2de is namelijk waar, het eerste is een haflbakken uitspraak.
Laserlicht is namelijk gewoon licht waarbij alle fotonen dmv straling in eenzelfde baan gestuurd worden, ipv alle kanten op te vliegen (zoals bij een gewone lichtbron zoals een lamp). Dat licht laserlicht is zegt dus niets over de aard van de stralen, deze kunnen van elke frequentie (en dus golflengte) zijn.
Of de laserstraal dus warmte afgeeft is volledig afhankelijk van de frequentie van de stralen. Een infrarode laser zal bv wel voor warmte zorgen, een laser van licht uit het gewone zichtbare spectrum daarentegen niet.
Om compleet te zijn moet ik nog toevoegen dat de warmteontwikkeling ook afhankelijk is van de stof waar het op/door loopt. Een microgolf-laser zal bv glas niet beïnvloeden, maar als microgolven op een vochthoudende stof gericht worden zal deze natuurlijk wel opwarmen (microgolven warmen enkel bepaalde stoffen op, zoals water)

Ik kan niet zoveel vertellen, maar uit een ervaring heb ik wel geleerd dat licht heel veel warmte kan "produceren". Ik hem nl al een verbrand aan zo'n optische fiber.

Licht op zich is niet warm, nie koud, maar EM straling dus, maar weerkaatstend licht word dus voor een deel in warmte omgezet, zoals het zonlicht dat de aarde bereikt.
De bedoeling van glasvezel is net om zo min mogelijk verlies te hebben door weerkaatsing tegen de wanden.

Nochtans, heb ik me er toch aan verbrand gehad (aan het uiteide)

[Reactie gewijzigd door g4wx3 op 18 september 2007 22:20]

Een ander voordeel van optische signalen is dat de componenten die met elkaar communiceren, niet per sé in dezelfde stroomkring hoeven te zitten, ze zijn niet elektronisch verbonden. Een storing in 1 component hoeft dus niet meteen te zorgen dat de rest van de componenten hier ook last van ondervindt.

Ouch, wordt straks dus echt opletten met schroeven Als je dan uitschiet op je mobo dan ist toedeloe

Dat verandert toch niet? Ik denk dat je even rap een koperbaantje fataal beschadigd dan een glasvezeltje.

Men zal trouwens op heel andere manier borden moeten maken. Mogelijks liggen de baantjes zelfs niet meer aan het oppervlak zodat het juist moeilijker wordt ze te beschadigen.

Dus binnekort worden bijvoorbeeld de kabels die tussen de harde schijf en het moederbord lopen vervangen door optische kabels?

Of zie ik het nu helemaal verkeerd

Is opzich wel mooi als dat weer wat sneller gaat.

Je ziet het inderdaad verkeerd, het gaat hier om de verbindingen tussen de cpu, geheugen en andere chips.

De bandbreedte voor een harde schijf is zeer laag in vergelijking met andere componenten (zoals het geheugen). Dus daar zal koper wel nog een hele tijd volstaan. Tenzij natuurlijk er ook extra voordelen aan optische technologie zijn zoals vermogenverbruik (ik denk aan ultra-portables) en prijs...

Niet echt, die kant zal het dan ook wel opgaan, het huidige gebruik wat iNtel aangeeft is voor een optische CSI (FSB) verbinding. en dan is die verbinding dan in elk geval "nooit meer" de bottleneck in het doorvoeren van data tussen de CPU en het geheugen, videokaart ed.
Elk geheugen reepje kan dan ook elke zijn eigen link hebben naar de CPU ( mogelijk via de Northbridge), hoeveel repen je ook gebruikt.
Of schaalbaar naar Multi-core CPU, dat elke core meerdere dedicated linken rechtstreeks heeft naar zijn eigen geheugen repen.

Leuke snelheid.. Maar waar willen ze deze technieken voor toepassen?

Ik geloof tussen het geheugen en de CPU. Men zit daar momenteel met beperkingen van het aantal baantjes dat op het moederbord passen (zonder extreme interferentie en nog voldoende geleiding), en ook de frequentie kan niet lang meer toenemen. Het geheugen wordt met multi-core CPUs ook sneller de bottleneck.

Ik geloof tussen het geheugen en de CPU.

Ik ben het zeker met je eens dat dat de eerste plek is die erg veel baat kan hebben bij deze technologie. Maar uiteindelijk denk ik dat het gehele communicatie process op het moederbord wel eens optisch zou kunnen worden, inclusief dus de communicatie met videokaarten.

Natuurlijk heeft niet alles baat hierbij, simpele zaken als toetsenbord en muis hebben dergelijke bandbreedte niet nodig, maar geheugen/cpu/insteekkaarten kunnen zeker enorm scoren hiermee.

De beperking is dat men elektronen gebruikt om signalen te versturen.
Vooral parasitaire capaciteit. (Ongewenste capaciteit: nog steeds geen goede site met uitleg hier over gevonden)
Zie een frequentie als een trilling. Kopere geleider trilt, isolatie trilt mee. En zo trilt veel stroom naar de aarde. Hoe hoger de frequentie hoe meer dit optreed.

Je kan er wat tegen doen:
kleinere componenten: minder lading nodig om van een 0 een 1 te maken
kortere afstand: minder oppervlak waar het signaal door kan verdwijnen
miltiplexen: signaal over meerdere geleiders met de helft van de frequentie

gooi deze 3 eens tegen alle ontwikkelingen van de computer En dan zie je hoe veel verbeteringen te maken hebben met het omzeilen van dit irritante fenomeen

Licht heeft dit niet. (met uitzondering dat ook een licht puls na verloop van tijd in een kabel breder wordt maar dan praat je over honderden meters)

Ik dacht dat een lichtstraal niet door een geleider kon waarvan de diameter kleiner is dan de golflengte van het lichtsignaal. Ik dacht me ook te herinneren dat de golflengtes die voor datacommunicatie bruikbaar waren om en bij de 1500nm lagen. Als je weet dat de huidige Intel en AMD chips reeds op een 65nm proces geproduceerd worden, dan mag het duidelijk zijn dat zo'n optische verbindingen niet zozeer binnen chips toegepast zullen worden.

In eerste instantie denk ik ook aan communicatie tussen verschillende chips onderling (op een moderbord maar misschien ook tussen verschillende moederborden zonder over een relatief traag LAN te moeten lopen).

Het lijkt me ook een interessante manier om de functionaliteit van 1 chip te reduceren en die op te splitsen in verschillende chips zonder dat dat te veel impact zou hebben op de performance van het geheel.

Interessant is ook het feit dat er minder overhead moet zijn voor error-detectie en -correctie gezien optische verbindingen daar minder last van hebben.

Kopere geleider trilt, isolatie trilt mee.

Dit klinkt me heel vreemd in de oren hoor: misschien kan je hier wat meer uitleg over geven? Bij mijn weten zijn het de elektronen die "trillen" onder invloed van spanning. Die trilling wordt dan doorgegeven aan naburige elektronen tot aan het andere uiteinde van de geleider.

Elektronen kunnen niet zomaar van de geleider ontsnappen. Als dat gebeurt, dan kan het elektron ook in een naburige geleider terechtkomen. We noemen dit elektronenmigratie (als dat gebeurt in een microchip, dan is de kans groot dat die niet meer zal werken).

Verliezen in elektrische geleiders zijn merkbaar als warmte. Deze warmte is o.m. afhankelijk van de spanning (hoe hoger, hoe warmer) waaronder je de geleider plaatst en de diameter ervan (hoe kleiner, hoe warmer).

[Reactie gewijzigd door apa op 18 september 2007 14:57]

In de gehele PC?
momenteel gebeurt de doorgave van informatie binnen een PC (en eigenlijk bijna alle anderen apparaten) dmv elektrische circuits die kleine stroomstootjes doorgeven, die staan voor enen en nullen.
Aangezien elektrische geleiding altijd onder weerstand gebeurt ontwikkeld dit warmte. Als men licht gebruikt ipv stroom valt deze warmteontwikkeling weg. Verder daalt het stroomverbruik DRASTISCH en de bandbreedte kan heel erg omhoog door het gebruik van verschillende frequenties.

Al kunnen processoren binnen korte tijd terabytes aan data doorpersen, we hebben nood aan snelle datadragers.

Hopelijk gaat intel buiten die tientallen andere activiteiten ook eens echt werk beginnen maken in de sector van harde schijven.

Hopelijk gaat intel buiten die tientallen andere activiteiten ook eens echt werk beginnen maken in de sector van harde schijven.

Solid state disks zullen binnenkort hun opmars maken. Maar het is echt niet aan Intel om daar voortrekker van te zijn. In laptops hebben ze wel al een buffertechnologie voorzien die gebruik maakt van flashgeheugen.

Deze ontwikkelingen staan daar dan ook volledig los van. Het is niet omdat er iets meer nood is aan snelle opslag dat dit geen mooie technologie is...

Nou wordt het ook tijd voor snelle optische opslag ipv de nu trage HD's.
Ja ik weet dat er CD en DVD's bestaan.

Volgens mij is een HD toch nog steeds sneller dan CD en DVD's hoor...

Door gebruik te maken van verschillende frequenties kunnen meerdere signalen tegelijk door dezelfde kabel lopen, waardoor bandbreedtes die in de terabits lopen mogelijk worden.

Dus DWDM geimplementeerd in 1 chip, is dan ook wel de beste oplossing ervoor.

http://en.wikipedia.org/w...gth-division_multiplexing

Over een paar jaar moederborden vol glasvezel?

Ik ben wel benieuwd naar de vermogenseigenschappen...

Ik dacht even dat Intel in de ruimtevaart ging met een photonic-schip. Klinkt beetje startrekkerig.

Of klinkt als snack voor bij nieuwe frisdrank van Intel een: Pho-Tonic.
Of een een zonnebrandcreme voor systeembeheerders wanneer ze zich van pand tot pand verplaatsen.

12,5 GB/s das lekker snel hopelijk wordt het ook goedkoper zoals intel zegt:

...is men al een heel eind onderweg richting goedkope optische communicatie tussen chips.

en dan over drie jaar moederborden met glasvezel volgens Intel das nog wel ff wachten dus...:

Intel verwacht de eerste producten die gebruik zullen maken van deze technieken binnen drie jaar.

Dat zullen wel geen consumenten moederbordjes worden. Ik neem aan dat ze dit als eerste gaan toepassen bij supercomputers en high-end servers. Zal nog wel iets meer dan drie jaar duren voor je zoiets thuis in je PC'tje hebt zitten.