Ezért a működési hullámhosszok összhangjának fenntartásához hőszabályozásra volt szükség. A fényforrás és a modulátor hullámhosszát automatikusan szinkronban tartó megoldás bevezetésével a Fujitsu Laboratories szükségtelenné teszi a hőszabályozási mechanizmus alkalmazását, és elősegíti a kisebb méretű, energiahatékonyabb eszközök fejlesztését.
Az új technológiával a kompakt, kis fogyasztású optikai adóvevők közvetlenül a CPU házába szerelhetők. A megoldást az exaflop-kategóriájú szuperszámítógépek és felső kategóriás szerverek processzorai közötti optikai csatlakozásra alkalmazva új lehetőség nyílik szupergyors számítógépek építésére.
Háttér
Az utóbbi időben kb. másfél évente megduplázódott a szuperszámítógépek teljesítménye.
Jelenleg folynak a kutatások az exaflop-kategóriájú szuperszámítógépek megépítésére, amelynek céldátuma 2020. Az ilyen ultragyors számítógépek megalkotásához olyan nagy sebességű és kapacitású összekapcsolási megoldásokra lesz szükség, amelyekkel a processzorok másodpercenként többször tíz terabites sebességgel tudnak adatokat továbbítani egymásnak. Ám a jelenlegi rézkábel-alapú elektromos csatlakozók felső sebességhatáruk felé közelednek. Emiatt kutatások indultak a processzorok közötti optikai csatlakozási lehetőségek vizsgálatára.
A processzorok közötti nagy kapacitású optikai csatlakozás biztosítása érdekében komoly kutatások indultak a szilícium-alapú fotonikára épülő optikai adóvevők fejlesztésére. A szilícium-alapú fotonika lehetővé teszi az optikai adóvevők méretének miniatürizálását, így az egységek a CPU-k mellett, nagy sűrűségben helyezhetők el. És mivel szilícium-alapú félvezető-gyártási technológiával készülnek, nagy volumenben, kis költséggel állíthatók elő.
Műszaki kérdések
Az optikai adóvevő adó komponense egy fényforrásból és a fényforrás által kibocsátott fényt kódoló optikai modulátorból áll. Jó optikai modulátor lehet erre a célra a kompakt és energiahatékony gyűrű rezonátor.
Ám mivel az optikai adóvevő a CPU mellett helyezkedik el, hullámhossza és a gyűrűrezonátor-alapú optikai modulátor működési hullámhossza nem esik egybe a CPU-ból származó hő miatt, és így nem kódolódik információ a fényben. A megfelelő összhanghoz hőszabályozó mechanizmusra van szükség, ami azonban akadályozza az egyszerű, kompakt és energiahatékony adóvevő kialakítását.
Az új technológiáról
A fényforrásban és az optikai modulátorban egyaránt megtalálható gyűrű rezonátorok mérete tökéletesen egyforma, így CPU hője azonos változást okoz a fényforrás hullámhosszában és az optikai modulátor működési hullámhosszában. Emiatt nincs szükség a jelenlegi technológiánál használt hőszabályozó mechanizmus alkalmazására, és az optikai adóvevő is kompaktabb és energiahatékonyabb lehet. Az adó komponens mérete 1 mm alá zsugorítható. Az egységeket sorba rendezve a nagy kapacitású optikai csatlakozóhoz olyan optikai adóvevő alakítható ki, amelyet kis mérete folytán a CPU-modulra lehet szerelni.
Eredmények
A technológia előkészíti a nagy kapacitású és kis fogyasztású optikai csatlakozókat nagy tömegben alkalmazó exaflop-kategóriájú szuperszámítógépek és felső kategóriás szerverek fejlesztését. A Fujitsu Laboratories tovább kívánja folytatni az új fényforrás-technológiára épülő optikai adóvevők fejlesztését a nagy kapacitású csatlakozó megoldások létrehozásához.
