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Intel Lab Day 2020: Integrated Silicon Photonics schon bald in Rechenzentren

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intel-2020Auf dem heutigen Lab Day 2020 gab Intel Einblicke in die aktuellen Entwicklungen im Bereich der zukünftigen Technologien. Neue Produktankündigungen gab es nicht, vielmehr sollten bereits vorgestellte Technologien weiter erläutert werden.

Eine der Entwicklungen, die vermutlich am nächsten an der Markteinführung steht, ist Integrated Silicon Photonics. Per Silicon Photonics werden aktuell bereits Datacenter und Supercomputer, bzw. deren Knoten miteinander verbunden. Per 100G und zukünftig 200G sowie 400G sollen schnelle Netzwerkverbindungen den Bedarf decken können. Intern in den einzelnen Rechenknoten, also zwischen mehreren Prozessoren und GPU-Beschleunigern, werden bereits eigene Interconnects verwendet (Infinity Fabric oder NVLink). Für die Verbindung zwischen den Knoten kommen dann Lösungen wie der Slingshot-Interconnect von Cray oder InifiBand von Mellanox oder eben Ethernet per Silicon Photonics zum Einsatz.

Der Bedarf an immer schnelleren Interconnects zeigt jedoch mehr und mehr Limitierungen auf. Die Leistungsaufnahme der Interconnects wird immer größer, bzw. nimmt einen immer größeren Anteil ein, was im Umkehrschluss bedeutet, dass ein geringeres Power-Budget für die eigentlichen Compute-Aufgaben zur Verfügung steht. 

Per Integrated Silicon Photonics sollen die optischen Übertragungstechniken nun näher an die Rechenchips wandern. Möglich wird dies durch immer weiter verbesserte Packaging-Technologien. Intel hat bereits Transmitter und Receiver in Halbleitern entwickelt, welche die notwendigen Wellenlängen erzeugen und erkennen. Auch MUX- und DMUX-Elemente werden entsprechend der gestiegenen Anforderungen weiterentwickelt.

Inzwischen ist man hinsichtlich der Fertigung soweit fortgeschritten, dass die Modulatoren und weiteren notwendige Komponenten immer kompakter integriert werden können – Intel spricht von mehreren hundert pro Package. Auch optische Verstärker kann man inzwischen in Halbleiterchips fertigen.

Intel sieht sich fast an der Schwelle, Integrated Silicon Photonics in marktreife Produkte einzuführen. Welche Xeon-Prozessoren die ersten sein werden, ist aktuell noch nicht bekannt. In den kommenden Jahren werden wir jedoch erste Packages, bzw. Prozessoren sehen, welche Integrated Silicon Photonics verwenden werden.

Weiterentwicklungen in vielen Bereichen

Auch in vielen weiteren Bereichen spricht Intel über Weiterentwicklungen. Dazu gehört das Quantum Computing und hier die Fortschritte für den Quantencomputer-Controller Horse Ridge II, der im Vergleich zu Horse Ridge um einen programmierbaren Microcontroller erweitert wurde. Die Fertigung findet weiterhin in 22 nm statt. Außerdem geht es darum die hochsensiblen und instabilen Qubits besser kontrollieren zu können. Horse Ridge II und Intels aktuelle Ansätze ermöglichen dies bei 4 K – wärmer als bei anderen Quantencomputer-Entwicklungen.

Beim Neuromorphic Computing und der aktuellen Hardware in Form des neuronalen Chips Loihi und der dazugehörigen Pohoiki-Springs-Plattform geht es vor allem darum die Software-Basis zu schaffen, damit mehr und mehr Wissenschafter und Entwickler mit dieser Hardware arbeiten können.