IBM meldt doorbraak op gebied van nanophotonics op cmos-chip

IBM is erin geslaagd om een chip te bouwen met zowel optische componenten als elektronische circuits. Hiervoor is gebruikgemaakt van een standaard cmos-procedé op 90nm. IBM noemt zijn silicon nanophotonics-technologie een doorbraak.

IBM is al meer dan een decennium bezig met het ontwikkelen van de technologie en toonde in 2010 een zogeheten proof-of-concept van de technologie. Het bedrijf heeft nu echter voor het eerst gedemonstreerd dat de integratie van optische componenten en elektronische schakelingen op een chip daadwerkelijk praktisch haalbaar is en dat de productie ervan uitgevoerd kan worden door een reguliere chipfabriek. "Deze doorbraak stelt ons in staat om de technologie te gebruiken in een echte productieomgeving en deze ontwikkeling zal voor een reeks van toepassingen impact hebben", aldus John E. Kelly, hoofd van IBM Research.

IBM maakt bij zijn technologie gebruik van optische kanalen en logica voor signaalverwerking die samen met de cmos-logica op een chip kunnen worden geplaatst. Volgens IBM is het hiermee mogelijk om optische communicatiechips te produceren door chipfabrieken op een conventionele wijze. Dat zou een flinke kostenbesparing opleveren ten opzichte van traditionele methodes voor optische interconnects.

Het bedrijf heeft optische transceivers op basis van zijn silicon nanophotonics-technologie gedemonstreerd met een doorvoersnelheid van 25Gbps per kanaal. Daarnaast is de technologie in staat om meerdere optische datastreams in parallel door een enkele glasvezelkabel te verzenden met behulp van de geïntegreerde hardware voor golflengtemultiplexing.

IBM denkt de technologie in te zetten voor zogeheten 'big data'-toepassingen. Het bedrijf presenteert deze week zijn bevindingen op de IEEE International Electron Devices Meeting.

Reacties (16)

[MossMan]

Ik had deze bericht (en plaatje) al op BBC en/of New Scientist gezien vanochtend, maar niemend die verklapt wat eigenlijk op dat plaatje te zien is! Ik ben namelijk best benieuwd...

Edit: op deze pagina van IBM zelf wordt het nog cooler / vager!

http://researcher.ibm.com.../view_project.php?id=2757

[Reactie gewijzigd door MossMan op 22 juli 2024 14:15]

[Verwijderd]

Tja helaas maakt IBM niet echt artikels waar ze alles aan de wereld uitleggen... Schijnt iets met bedrijfsgeheimen te maken te hebben. Anyway ik zal mijn best doen het een beetje uit te leggen (ben zelf niet van IBM hoor dus het is niet gezegd dat dit allemaal klopt). Ik weet ook niet precies wat je achtergrondkennis is dus bij voorbaat mijn excuses als het te simpel of juist te ingewikkeld is.

Om te beginnen, het plaatje is een Scanning Electron Microscope (SEM) plaatje. Dat wil zeggen: hij is gemaakt door naar de chip te kijken met een elektronbundel ipv met een lichtbundel. Hiermee kan je plaatjes maken tot 1nm (1 miljardste meter) klein. Deze plaatjes hebben geen "kleur" dus de kleur is er later door een IBM artiest ingetekend. Er staat geen schaal bij het plaatje maar ik vermoed dat de blauwe lijnen ongeveer 90nm dik zijn (om je een idee van de schaal te geven).

Dus wat zien we op dit plaatje. Op de site van ibm staat showing blue optical waveguides transmitting high-speed optical signals Het lichtblauwe in het plaatje zijn dus de lijnen waar het licht doorheen gaat. Zeg maar het chip-equivalent van een glasvezel kabel.

yellow copper wires carrying high-speed electrical signals Het gele is dus koper. Voor de standaard elektrische contacten dus.

De grijze ondergrond vermoed ik is SiliciumOxide een niet geleidend materiaal wat gebruikt kan worden voor de transistor. De gaten en grijsblauwe pillaren zijn denk ik wolfraam, de standaard verbinding tussen elektrische contacten en de transistoren.

Het licht dat nu door de optische interconnect gaat zal de elektronische toestand in de transistor eronder veranderen (het ioniseert het materiaal). Dit zal dan weer zichtbaar worden door een ander elektronisch gedrag in het koper. Ik denk dat we hier dus te maken hebben met de optische detector die het optisch signaal omzet in een elektrisch signaal...

Nouja ik heb mijn best gedaan...

[Bongoarnhem]

"Daarnaast is de technologie in staat om meerdere optische datastreams in parallel door een enkele glasvezelkabel te verzenden met behulp van de geïntegreerde hardware voor golflengtemultiplexing."

Betekent dit dat de bandbreedte voor glasvezel (400 GB/s) is nog ruimer wordt?

[Reactie gewijzigd door Bongoarnhem op 22 juli 2024 14:15]

[matty___]

Vooral goedkoper.

[Waterbeesje]

Betekent dit dat de bandbreedte voor glasvezel (400 GB/s) is nog ruimer wordt?

Mogelijk... Als de bandbreedtes maar helder kunnen worden gespecificeerd, geproduceerd en uitgelezen.

Dit is wel de techniek waarop ik hoopte: via één kanaal diverse stromen tegelijk kunnen versturen. Zelfs in twee richtingen!

Ik vraag me wel gelijk af hoe lang het nog duurt voordat deze techniek in onze huis-tuin-en-keuken-PC komt. Gezien het waarschijnlijk eerst voor de Big-Data wordt toegepast...

Daar bovenop: wat doet de energieconsumptie?


En bij de juiste frequenties zal de kasten-tweaker geen ledjes meer nodig hebben om de sfeerverlichting op de graka te krijgen!


(edit: typo)

[Reactie gewijzigd door Waterbeesje op 22 juli 2024 14:15]

[kamerplant]

Waar de hack gaat dit over? Ik snap helemaal niks van dit artikel.

[firest0rm]

nieuwe technologie gevonden waardoor de bandbreedte over glasvezel veeeeuuuuuuul groter is en wat waarschijnlijk in de verre toekomst internet goedkoper en sneller maakt

en ook dat hardware in de pc zelf wellicht met glasvezel overweg kan

altans dat maak ik er uit op dit moment

[Rob Coops]

Dus als ik het goed begrijp heeft IBM een soort van infiniband^10 ontwikkeld. Een mogelijkheid om over glasvezel vrijwel direct van af mijn chip een belachelijke hoeveelheid bandbreedte beschikbaar te hebben om met een andere chip met de zelfde technologie te kletsen.

Kunnen we dan eindelijk dat hele gedoe met stroompjes en zo achterwegen laten als we tussen twee chips die mijlen ver uit elkaar in een systeem zitten willen communiceren

[360Degreez]

Super! Hoe minder conversie hoe beter!

Als je alles "native" met glasvezel kunt verbinden kan je alles inderdaad met een type connector doen. Er zijn voor de datacommunicatie ten slotte geen connectoren met pinnetjes meer nodig, behalve voor de stroomtoevoer naar harde schijf, ventilatoren en speakers.

[SureEye]

goed dat er zulke ontwikkelingen komen, ik neem aan dat de normale glasvezel verbinding dan sneller goedkoper wordt.

[joo5ty]

Heeft iemand voor de leek wat praktische toepassingsvoorbeelden? Gaat de backbone van het internet hier 100x sneller van worden of dergelijks?

[freaq]

of communicatie binnen supercomputers of tussen de verschillende afdelingen van CERN
ook zouden op langere termijn data binnen de PC sneller vervoerd kunnen worden met vooral minder latency (dus niet alleen bandbreedte) aangezien het echt van electra naar licht gaat in 1 chip.

maar echte resultaten moeten we voorlopig nog even afwachten.

[Mraedis]

Aangezien glasvezel direct in de chip kan geplaatst worden zonder een vertraging bij een omzetter/detector worden interconnects tussen chips ook vele malen sneller. Bandbreedte tussen geheugen, harde schijf, videokaart en CPU kan vele, vele malen sneller worden op deze manier. Ook verbruikt het (waarschijnlijk) minder stroom aangezien de weerstand/verliezen van glasvezel zo goed als nihil is in vergelijking met koperdraden.

Kortom, als dit standaard wordt gaat alles weer bakken sneller, en hoeven we waarschijnlijk geen nieuwe connectors te maken de komende 10 jaar.

[Striker_zelf]

Ik ben bang dat we dan eerst weer een hele berg nieuwe connectors met glasfibers gecombineerd met koper zullen gaan krijgen....

[Farmate]

De tweede doorbraak in zes minuten tijd, dat gaat hard!

[Verwijderd]

Het zegt me allemaal weinig meer al die 'doorbraken'.