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Intel Lab Day 2020:

Integrierte Silizium-Photonik kommt ins Rechenzentrum

03. Dezember 2020, 22:56 Uhr   |  Frank Riemenschneider

Integrierte Silizium-Photonik kommt ins Rechenzentrum
© Intel

Intel

Auf dem heutigen Lab Day 2020 gab Intel Einblicke in die aktuellen Entwicklungen im Bereich der Zukunftstechnologien. Eine der Entwicklungen, die der Markteinführung am nächsten kommen dürfte, ist die integrierte Silizium-Photonik.

Bereits heute werden Rechenzentren und Supercomputer bzw. deren Knotenpunkte über Silizium-Photonik miteinander verbunden. Mit 100G und in Zukunft mit 200G und 400G sollten schnelle Netzwerkverbindungen in der Lage sein, die Nachfrage zu befriedigen. Interne Verbindungen (Infinity Fabric oder NVLink) werden bereits intern in den einzelnen Rechenknoten verwendet, d.h. zwischen mehreren Prozessoren und GPU-Beschleunigern. Für die Verbindung zwischen den Knoten kommen Lösungen wie der Slingshot-Interconnect von Cray oder InifiBand von Mellanox oder auch Ethernet über Silizium-Photonik zum Einsatz. Der Bedarf an immer schnelleren Interconnects zeigt jedoch immer mehr Grenzen auf. Die Leistungsaufnahme der Interconnects wird immer größer und größer, so dass für die eigentlichen Rechenaufgaben ein geringeres Leistungsbudget zur Verfügung steht.

Per integrierter Silizium-Photonik sollen die optischen Übertragungstechnologien nun näher an die Computerchips heranrücken. Dies wird durch eine kontinuierliche Verbesserung der Aufbau- und Verbindungstechnik ermöglicht. Intel hat bereits Sender und Empfänger in Halbleitern entwickelt, die die notwendigen Wellenlängen erzeugen und erkennen. Auch MUX- und DMUX-Elemente werden entsprechend den gestiegenen Anforderungen weiter entwickelt. Inzwischen ist die Produktion so weit fortgeschritten, dass die Modulatoren und andere notwendige Komponenten immer kompakter integriert werden können - Intel spricht von mehreren hundert pro Gehäuse. Optische Verstärker können nun auch in Halbleiterchips hergestellt werden.

Intel sieht sich fast an der Schwelle, Integrierte Silizium-Photonik in marktfähige Produkte einzuführen. Es ist noch nicht bekannt, welche Xeon-Prozessoren die ersten sein werden. In den kommenden Jahren werden wir jedoch die ersten Gehäuse oder Prozessoren sehen, die die integrierte Silizium-Photonik verwenden wird.

Weitere Entwicklungen in vielen Bereichen

Intel spricht auch über weitere Entwicklungen in vielen anderen Bereichen. Dazu gehören das Quantencomputing und hier die Fortschritte beim Quantencomputer-Controller Horse Ridge II, der im Vergleich zu Horse Ridge um einen programmierbaren Mikrocontroller erweitert wurde. Die Produktion erfolgt weiterhin in 22 nm. Es geht auch darum, die hochempfindlichen und instabilen Qubits besser kontrollieren zu können. Die aktuellen Ansätze von Horse Ridge II und Intel machen dies bei 4 K möglich. Mit dem neuromorphen Computing und der aktuellen Hardware in Form des Neuronenchips Loihi und der zugehörigen Plattform Pohoiki Springs soll vor allem die Softwarebasis geschaffen werden, damit immer mehr Wissenschaftler und Entwickler mit dieser Hardware arbeiten können.

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