Показано с 1 по 2 из 2.

Нанофотонный коммутатор для процессорных чипов

  1. #1
    Full Member Репутация Репутация Репутация Репутация Репутация Репутация Репутация Репутация Репутация Аватар для akok
    Регистрация
    25.01.2011
    Сообщений
    2,335
    Вес репутации
    49

    Нанофотонный коммутатор для процессорных чипов

    Ученые IBM создали самый миниатюрный нанофотонный коммутатор, который является важным компонентом управления потоками данных внутри микросхем следующего поколения и может значительно повысить производительность чипов при существенном снижении потребления электроэнергии. Новое устройство способно одновременно коммутировать световые потоки различной длины волны (или цветового спектра), причем каждый световой сигнал может передавать информацию с быстродействием до 40 Гбит/с, обеспечивая суммарную пропускную способность, превышающую 1 Тбит/с, что согласуется с требованиями обмена данными между процессорными ядрами компьютерного чипа. Данный оптический коммутатор способен работать в реальной среде "микропроцессора на кристалле" в условиях, когда собственная температура чипа может меняться в широких пределах вблизи ячеек памяти, к которым происходит одновременное обращение нескольких процессорных ядер. Компактные размеры коммутатора позволяют разместить на квадратном миллиметре до 2000 таких микроустройств, что удовлетворяет требования плотности упаковки элементов будущих многоядерных процессоров.

    Источник
    Microsoft Most Valuable Professional in Consumer Security

  2. Реклама
     

  3. #2
    Banned Репутация Репутация Репутация Репутация Репутация Репутация Репутация Репутация Репутация Репутация Репутация
    Регистрация
    18.11.2007
    Сообщений
    3,293
    Вес репутации
    0
    Ученые корпорации IBM достигли очередного результата в решении проблемы передачи данных внутри компьютерного чипа с помощью световых импульсов вместо электронов, создав самый миниатюрный в мире нанофотонный коммутатор, площадь которого на поверхности кристалла почти в сто раз меньше площади поперечного сечения человеческого волоса.

    Этот коммутационный элемент, который является важным компонентом управления потоками данных внутри микросхем следующего поколения, может значительно повысить производительность чипа при гораздо меньшем потреблении электроэнергии.

    «Эту новую разработку можно по праву считать еще одним важным шагом на пути создания оптической сети на уровне чипа, — говорит Юрий Власов, менеджер Исследовательского центра IBM им. Т.Дж. Уотсона (IBM TJ Watson Research Center) по кремниевым нанофотонным устройствам. — Принимая во внимание все успехи в этой области, достигнутые за последние несколько лет, очевидно, что наши ожидания и прогнозы относительно возможности реализации эффективных оптических каналов обмена данными в чипе становится все более и более реалистичным».

    В статье, опубликованной в журнале Nature Photonics, IBM сообщает о разработке кремниевого широкополосного оптического коммутатора – еще одного ключевого компонента, необходимого для реализации оптических межсоединений в микросхеме. Когда электрические сигналы преобразованы в импульсы света, это коммутационное устройство берет на себя важную функцию управления внутренним «сетевым трафиком», гарантируя, что оптические «сообщения» от одного процессорного ядра будут доставлены любому из других процессорных ядер компьютерного чипа.

    Команда исследователей IBM продемонстрировала, что их нанофотонный коммутатор обладает рядом характеристик, что делает его идеальным элементом для применения на «микросхемном» уровне. Во-первых, коммутатор чрезвычайно миниатюрен. На одном квадратном миллиметре можно разместить – рядом друг с другом – до 2000 таких микроустройств, что позволяет с удовлетворить требования по плотности упаковки элементов будущих многоядерных процессоров.

    Во-вторых, устройство способно маршрутизировать большие объемы данных, поскольку одновременно могут коммутироваться световые потоки различной длины волны (или цветового спектра). Каждый световой сигнал определенной длины волны может «переносить» данные со скоростью вплоть до 40 Гбит/с; таким образом, оптический коммутатор может обеспечивать суммарную пропускную способность, превышающую 1 Тбит/с, что согласуется с требованиями по быстродействию обмена данными между «удаленными» процессорными ядрами компьютерного чипа. И, наконец, последнее, но не менее важное обстоятельство: исследователи IBM впервые продемонстрировали, что их оптический коммутатор способен работать в реальной среде «микропроцессора на кристалле» ("on-chip") — иными словами, в условиях, когда собственная температура чипа может меняться в широких пределах вблизи «активных точек» ("hot-spots" – ячеек памяти, к которым происходит одновременное обращение нескольких процессорных ядер); при этом активные точки «перемещаются» в зависимости от режима работы процессора в данный момент времени. По мнению ученых IBM, способность устойчиво функционировать в условиях больших температурных колебаний является одним важнейших требований, предъявляемых к внутренним оптическим сетям процессорного чипа.

    Одно из наиболее актуальных направлений развития современной микроэлектронной индустрии – достижение высокой степени параллелизма вычислений путем реализации многопотокового режима, путем построения крупномасштабных многокристальных (multi-chip) систем и, в последнее время, путем увеличения числа ядер на одном кристалле. Так, например, процессор Cell, которым оснащаются игровые приставки Sony PlayStation 3, содержит девять ядер в одном чипе. Поскольку требования к вычислительной производительности продолжают устойчиво расти, разработчики процессоров планируют увеличить число ядер до десятков или даже до сотен.

    Такой подход к повышению вычислительной производительности, тем не менее, имеет смысл, если каждое ядро будет способно получать и передавать большие сообщения всем остальным ядрам процессора в параллельном режиме. Отдельные ядра современных многоядерных микропроцессоров обмениваются друг с другом данными по миллионам тончайших медных проводников. Эти медные межсоединения, однако, характеризуются значительной потребляемой (рассеиваемой) мощностью и неспособны передавать большие объемы данных, что требуется для эффективной работы многоядерных процессоров.

    Исследователи IBM изучают альтернативное решение этой проблемы путем связывания ядер друг с другом с помощью световых импульсов внутренней оптической сети чипа, основанной на кремниевых нанофотонных интегральных схемах. Эта сверхминиатюрная «сеть на кристалле», подобно разветвленной волоконно-оптической компьютерной сети, будет обеспечивать и информационный обмен между ядрами и маршрутизацию сообщений, которые кодируются импульсами света. Предполагается, что, используя свет вместо проводов, можно передавать почти в 100 раз больше информации между процессорными ядрами и расходовать при этом в 10 раз меньше мощности, выделяя, соответственно, меньше тепла.

    Источник

Похожие темы

  1. Ответов: 0
    Последнее сообщение: 16.06.2008, 19:12
  2. Toshiba присоединилась к IBM в разработке 32-нм чипов
    От rubin в разделе Высокие технологии
    Ответов: 0
    Последнее сообщение: 20.12.2007, 16:26
  3. Nateks NetXpert 3424-E:24-портовый коммутатор с поддержкой протоколов верхних уровней
    От ALEX(XX) в разделе Новости аппаратного обеспечения
    Ответов: 0
    Последнее сообщение: 07.07.2006, 09:26
  4. Ответов: 36
    Последнее сообщение: 26.04.2006, 08:39
  5. ZyXEL ES-3124: 24-портовый коммутатор с широкими возможностями
    От ALEX(XX) в разделе Новости аппаратного обеспечения
    Ответов: 0
    Последнее сообщение: 03.04.2006, 09:10

Свернуть/Развернуть Ваши права в разделе

  • Вы не можете создавать новые темы
  • Вы не можете отвечать в темах
  • Вы не можете прикреплять вложения
  • Вы не можете редактировать свои сообщения
  •  
Page generated in 0.00814 seconds with 18 queries