Tahate rohkem arvutusvõimsust? Näiteks kümne tuumaga protsessorit?
Viimaste aegade olulisim trend mikroelektroonikas on paralleelarvutuste osakaalu suurenemine. Arvutite riistvaras tähendab see mitme protsessoriga arvutite või mitme "tuumaga" (core) protsessorite kasutamist. Aga paralleelsus on mõttekas vaid siis, kui kokku ühendatavad protsessorid või tuumad saavad üksteisele kiiresti saata väga suurt hulka andmeid.
Tänasel päeval on tuumad protsessorites ühendatud miljonite imepeenikeste vasktraatide kaudu. Aga traadid kipuvad elektrivoolu toimel soojenema ning andmete mahud, mis sel kombel üle kantakse ei saa olla väga suured. Aga kas tuumad võiksid suhelda ka valgusimpulsside kaudu? Sest me ju oleme vähemalt kuulnud valguskaablitest, mille kaudu andmed liiguvad väga kiirest ja kaugele ning mis on täna ainuvõimalikuks ühendusviisiks mandrite, linnade või võimsamate serverite vahel.
IBM uurijad ongi teada andnud edusammudest selles vallas. Nimelt on nad suutnud ehitada üliväikese, nanoskaalal töötava valgusvõrgustiku (vaata pilti). Pildil on mustade kastikestena tähistatud optilised lülitused, mis suunavad valgussignaali kas ühele või teisele poole ning neid mahub ühele ruutmillimeetrile 2000 tükki. Andmemahud, mida saab valgusimpulssidega ühest kohast teise saata (punased ja sinised rajad pildil) on tohutud – iga lainepikkus ("värv") on suuteline kandma kuni 40 Gb/s, so 40 000 Mb/s või ühe väiksema kõvaketta maht sekundis. Kusjuures põhimõtteliselt saab paralleelselt kasutada mitmeid lainepikkusi, mis viib võimaliku andmeedastuse kiiruse 1Tb/s.
Mis ehk kõige tähtsam, IBM uurijad näitasid esmakordselt, et nende loodud optiline lülitus on võimeline töötama realistlikes tingimustes, st laias temperatuuride diapasoonis.
Loodetakse, et fotoonika (footon – valguse kvant) annab võimaluse vahetada protsessorite tuumade vahel kuni 100 korda rohkem informatsiooni, kasutades selleks 10 korda vähem energiat … tundub, et teated arvutite kiiruse kasvu pidurdumisest on siiski ennatlikud. Jõuaks vaid tarkvara tootjad järele.
Allikas: Physorg.com
Vahendas: Kaido Reivelt