Kje se obirajo optične povezave v čipu?

Pred poldrugim desetletjem je kazalo, da se optične povezave nezadržno bližajo notranjosti računalniške škatle in da je zgolj še vprašanje let, preden bodo vlakna vgrajena v matične plošče, nemara pa bo svetloba prenašala bite celo znotraj procesorjev. Iz tega seveda ni bilo nič. Tudi danes se svetloba ustavi na eni strani pri modemu, na drugi pa pri glavnem stikalu strežniške omare, dalje pa pelje baker.

Zanimiv člančič na IEEE Spectrumu se poglobi v razloge za takšno stanje. Svetloba ima precej večjo valovno dolžino od elektrona, zaradi česar so logični elementi, ki bi jo uporabljali, kratkomalo preveliki - svetlobna logična vrata so desettisočkrat večja od današnjih električnih tranzistorjev! Zato se "svetlobnih procesorjev" za klasične naloge ne splača imeti. Obenem je silicij tudi v splošnem slab izvor in prevodnik svetlobe, zaradi česar je treba na primer laserje vanj vgrajevati.

To pa sploh ne pomeni, da optični elementi v tem polprevodniku nimajo prihodnosti, saj se področje silicijske fotonike v tem desetletju zopet naglo razvija. Cilj je z naprednimi, v sam čip vgrajenimi pretvorniki, podaljšati vlakna od vrha strežniških omaric vse do samih komponent, pri čemer sta bili glavni oviri doslej finančni stroški in gretje obstoječih integriranih pretvornikov. Doseganje tega cilja najprej terja boljše združevanje elektronskih in optičnih gradnikov na istem čipu, kjer smo v zadnjem času videli nekaj prebojev. To bi omogočilo manjše toplotne izgube in pa enostavnejšo izrabo gromozanskih obstoječih zmogljivosti livarn. Druga sprememba se bo morala zgoditi v sami arhitekturi podatkovnih centrov. Današnjo osnovno enoto - strežniško rezino, ki združuje računski in pomnilniški del - bo moral nadomestiti povsem nov pristop, ki bo procesorje in pomnilnik fizično ločil, nakar bodo povezani z optičnimi vodili. To je tudi v interesu podatkovnih gigantov, saj bi omogočilo večjo prožnost in prilagodljivost farm za bolj raznolike naloge.

Alternativa so povsem novi tipi procesnih enot. Bostonsko podjetje Lightmatter tako snuje svetlobni čip za pospeševanje matričnih operacij, ki so zelo važne pri strojnem učenju. In ravno danes je s Kitajske prišla še novica o optičnem kvantnem čipu z dvema kubitoma. V koliko pogledamo širše od računalnikov, pa velja omeniti tudi lidarje.