IBMの研究者らは、光パルスを使ってチップ間のデータ転送を加速するという画期的な成果を上げた。これによりスーパーコンピューターの性能が1000倍以上も向上する可能性があるという。
IBMのシリコンフォトニクス研究科学者ウィル・グリーン氏は、「CMOS統合シリコンナノフォトニクスと呼ばれるこの新技術は、電気モジュールと光モジュールを1枚のシリコン上に統合し、トランジスタレベルで生成された電気信号を光パルスに変換して、チップがより高速に通信できるようにする」と述べた。
IBMによると、この技術はスーパーコンピュータの性能を飛躍的に向上させる可能性がある。現在最速のスーパーコンピュータの性能は、約2ペタフロップス（1秒間に2000兆回の計算）である。
グリーン氏は、フォトニクス技術によってこれを毎秒100万兆回の計算、つまりエクサフロップスまで高めることができ、IBMが2020年までにエクサスケールのコンピュータを構築するという目標を達成するのに役立つだろうと語った。
「エクサスケールシステムでは、相互接続はネットワーク全体に毎秒エクサバイトの転送速度を供給できなければなりません」とグリーン氏は述べた。「これは、10年後にエクサスケールシステムの構築を目指しているシステムビルダーにとって、興味深いマイルストーンです。」
グリーン氏は、複数のフォトニクスモジュールを単一の基板またはマザーボードに統合できると述べた。新型スーパーコンピュータでは、チップ間の通信に既に光技術が用いられているが、そのほとんどはラックレベルで、単一波長で行われている。IBMの画期的な技術により、複数の波長で同時に光通信が可能になるとグリーン氏は述べた。
IBMによると、この技術は標準的なチップ製造ラインで製造でき、特別なツールも必要としないため、コスト効率に優れているという。今回のデモでは130ナノメートルCMOS製造ノードが使用されたが、IBMは「100ナノメートル未満のCMOSプロセス」への統合を目指すとグリーン氏は述べた。
この技術は、チップ間のデータ転送に現在広く使用されている銅線の代替を目指しています。光学式は数センチメートルから数マイルの距離でより高速に伝送でき、消費電力も少なくなります。
IBMは、最終的にはトランジスタ間のオンチップ通信にも光学技術を活用することを目指している。「チップレベルの構想はありますが、現時点ではそれを主張しているわけではありません」とグリーン氏は述べた。
グリーン氏によると、インテルはシリコンレベルでシリコンナノフォトニクス技術も研究しているが、フォトニクスとエレクトロニクスの統合はまだ実証されていないという。
IBMのナノフォトニクスにおける画期的な成果は、世界中の研究所における10年にわたるこの分野の研究の成果です。同社は、この技術が高性能コンピューティングだけでなく、ネットワークなどの他の分野でも活用されることを期待しています。
「良い点は、同時に多くの異なる場所に対応できるプラットフォームを持っていることです」とグリーン氏は語った。
