19.05.2005, 23:59 Uhr
Lichtschnell durch die Wand
Am IBM-Forschungslabor in Rüschlikon ist man dabei, Daten in Lichtgeschwindigkeit durch die Server-Backplane zu jagen. VON JENS STARK
«Ihr PC wird wohl noch lange nicht in einen Engpass laufen, bei dem unsere Technik nötig ist», sagt Bert Jan Offrein vom IBM-Forschungslabor in Rüschlikon, der zusammen mit seinem Kollegen Christoph Berger dieser Tage in Zürich über ihre Forschungstätigkeit in Sachen Optical Interconnect informiert haben. «Aber bei Grossrechnern und Telelcom-Switches sind Bedürfnisse nach Datenraten von Terabits pro Sekunde in Zukunft durchaus gegeben.»
Zusätzliche Infos gibts bei IBM
Bei herkömmlichen Rückwänden in Mainframes und Supercomputern, sogenannten Backplanes, deren Komponenten über Aluminium- und Kupferleitungen verbunden sind, sind künftig kaum Leistungssteigerungen mehr möglich. Zum einen kommt mit zunehmender Signalstärke in Kupferleitungen der sogenannte Skineffekt zum Tragen, wobei die Elektronen nur noch an der Oberfl äche des Leiters transportiert werden. Dies führt zu einem grösseren Widerstand, der durch mehr Energie überwunden werden muss, was wiederum zu Hitzeentwicklung führt. Zum anderen kommen sich die Drähte in die Quere. Sie gleichen kleinen Radiosendern, die sich gegenseitig stören. Die Leistungssteigerung ist somit beschränkt oder ab einem bestimmten Punkt nicht mehr bezahlbar. Deshalb sind die Rüschliker Forscher mit Hochdruck daran, eine optische Verbindung innerhalb von Rechensystemen zu fi nden.
Dabei achten die Forscher nicht nur auf die technische Machbarkeit. Vielmehr behalten sie ebenfalls im Auge, ob das Ganze auch so billig herstellbar ist, dass sich eine Kommerzialisierung rechnet. So wurde ein erstes Verfahren, das 2003 getestet wurde und etwa mit Spiegeln operierte, bereits durch ein günstiger zu produzierendes ersetzt. Bei diesem Verfahren werden die Daten in Form von Lichtstrahlen durch Wellenleiter gejagt, die in herkömmliches Silizium gebettet sind. Das Verbindungsstück lässt sich somit in der hundsgewöhnlichen Batchherstellung der Waferproduktion erstellen, was wesentlich günstiger ist. «Zudem kommt das Verfahren ohne Spiegel und Linsen aus», erklärt Offrein. Auch dies macht den Interconnect billiger.
Trotz dieser Erfolge, die eine Kommerzialisierung zumindest denkbar erscheinen lassen, werde es wohl noch sieben bis acht Jahre dauern, bis die Technik in ersten Serverschränken auftauchen wird, meinen die beiden IBM-Forscher. Ob dereinst alle Elemente des Computers - also auch der Prozessor selbst - mit Licht arbeiten wird, stellen die beiden allerdings in Abrede. Die Elektronik eigne sich besser für logische Schaltungen - das Kernstück der Computertechnik. Für schnelle Verbindungen von Daten seien dagegen Photonen besser geeignet, erklärt das Wissenschaftlerduo.
Zusätzliche Infos gibts bei IBM
Bei herkömmlichen Rückwänden in Mainframes und Supercomputern, sogenannten Backplanes, deren Komponenten über Aluminium- und Kupferleitungen verbunden sind, sind künftig kaum Leistungssteigerungen mehr möglich. Zum einen kommt mit zunehmender Signalstärke in Kupferleitungen der sogenannte Skineffekt zum Tragen, wobei die Elektronen nur noch an der Oberfl äche des Leiters transportiert werden. Dies führt zu einem grösseren Widerstand, der durch mehr Energie überwunden werden muss, was wiederum zu Hitzeentwicklung führt. Zum anderen kommen sich die Drähte in die Quere. Sie gleichen kleinen Radiosendern, die sich gegenseitig stören. Die Leistungssteigerung ist somit beschränkt oder ab einem bestimmten Punkt nicht mehr bezahlbar. Deshalb sind die Rüschliker Forscher mit Hochdruck daran, eine optische Verbindung innerhalb von Rechensystemen zu fi nden.
Dabei achten die Forscher nicht nur auf die technische Machbarkeit. Vielmehr behalten sie ebenfalls im Auge, ob das Ganze auch so billig herstellbar ist, dass sich eine Kommerzialisierung rechnet. So wurde ein erstes Verfahren, das 2003 getestet wurde und etwa mit Spiegeln operierte, bereits durch ein günstiger zu produzierendes ersetzt. Bei diesem Verfahren werden die Daten in Form von Lichtstrahlen durch Wellenleiter gejagt, die in herkömmliches Silizium gebettet sind. Das Verbindungsstück lässt sich somit in der hundsgewöhnlichen Batchherstellung der Waferproduktion erstellen, was wesentlich günstiger ist. «Zudem kommt das Verfahren ohne Spiegel und Linsen aus», erklärt Offrein. Auch dies macht den Interconnect billiger.
Trotz dieser Erfolge, die eine Kommerzialisierung zumindest denkbar erscheinen lassen, werde es wohl noch sieben bis acht Jahre dauern, bis die Technik in ersten Serverschränken auftauchen wird, meinen die beiden IBM-Forscher. Ob dereinst alle Elemente des Computers - also auch der Prozessor selbst - mit Licht arbeiten wird, stellen die beiden allerdings in Abrede. Die Elektronik eigne sich besser für logische Schaltungen - das Kernstück der Computertechnik. Für schnelle Verbindungen von Daten seien dagegen Photonen besser geeignet, erklärt das Wissenschaftlerduo.
