Chip IBM tăng tốc 1000 lần cho siêu máy tính

Các nhà nghiên cứu của IBM đã tạo ra một bước đột phá trong việc sử dụng xung ánh sáng để tăng tốc độ truyền dữ liệu giữa các con chip. Nhờ đó, hiệu suất thực hiện của các siêu máy tính sẽ tăng lên tới hơn 1000 lần.

Công nghệ mới có tên gọi là CMOS Integrated Silicon Nanophotonics, tích hợp các môdun quang học và điện tử trên một miếng silicon đơn, cho phép các tín hiệu điện tử tạo ra ở Tranzitor được chuyển thành xung ánh sáng. Điều này sẽ cho phép truyền thông tin giữa các con chip nhanh hơn, theo Will Green, nhà nghiên cứu khoa học lượng tử ánh sáng silicon tại IBM.

Công nghệ này có thể dẫn đến những tiến bộ lớn trong việc tạo sức mạnh cho các siêu máy tính hiện nay. Các siêu máy tính nhanh nhất thế giới hiện mới chỉ đạt được 2 petaflop (2 nghìn tỷ phép tính/1 giây). Công nghệ lượng tử ánh sáng có thể đẩy con số đó lên tới một triệu nghìn tỷ phép tính/1 giây. Điều này sẽ giúp IBM đạt được mục tiêu xây dựng một máy tính siêu năng vào năm 2020.

Theo Green, trong hệ thống đó, các kết nối liên kết phải có khả năng đẩy 1016 bype/1 giây qua mạng. Đây là một dấu ấn thú vị đối với nhà sản xuất hệ thống khi họ đang hướng tới việc xây dựng các hệ thống siêu năng trong 10 năm tới.

Các môdun lượng tử ánh sáng có thể được tích hợp trên một bo mạch chủ hoặc một miếng silicon đơn. Các siêu máy tính mới đã sử dụng công nghệ quang học cho các con chip để truyền thông, nhưng chủ yếu ở cấp thấp và chủ yếu dựa trên một bước sóng đơn. Bước đột phá này của IBM sẽ cho phép truyền thông quang học được thực hiện đồng thời trên nhiều bước sóng ánh sáng.

Công nghệ này có thể được chế tạo trên dây chuyền sản xuất chip chuẩn và không cần các công cụ đặc biệt. Chúng sẽ thay thế các cuộn dây đồng được sử dụng rộng rãi hiện nay để truyền dữ liệu giữa các con chip. Quang học có thể truyền nhanh hơn trong khoảng cách vài cm tới vài dặm và tiêu thụ ít điện năng hơn.

Theo Green, IBM hy vọng sẽ sử dụng quang học cho việc truyền thông trên chip giữa các Trazitor. Intel cũng đang nghiên cứu công nghệ lượng tử ánh sáng siêu nhỏ trên các miếng silicon nhưng vẫn chưa trình diễn thử việc tích hợp lượng tử ánh sáng với thiết bị điện tử.

Bước đột phá về lượng tử ánh sáng siêu nhỏ của IBM sẽ tạo ra một thập kỷ làm việc trong lĩnh vực này tại các phòng thí nghiệm trên toàn thế giới. Vượt ra ngoài tính toán hiệu năng cao, hãng nhìn thấy công nghệ được sử dụng trong các lĩnh vực khác như mạng máy tính,…