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Glasfaser im Rechner Wo sich optische Leitungen um den Prozessor schlingen

| Redakteur: Ulrike Ostler

Dank der integrierten optischen Technologie kann die Interconnect-Bandbreite von Prozessor zu Prozessor beträchtlich erhöht werden. Dies ist eine der Schlüsselanforderungen für künftige Computersysteme. Auf der diesjährigen Messe Elektronica vergangene Woche zeigte IBM mit Partnern, was schon geht.

Links befindet sich das Fiberglas-Bundle Quelle:IBM
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( Archiv: Vogel Business Media )

IBM Forschung, Varioprint und Intexys präsentieren eine optische Interconnect-Lösung auf Board-Level, deren Charakteristik eine preiswerte Standard-Serienherstellbarkeit ist. Das gilt sowohl bei den Komponenten wie auch bei der Montage.

Wo es um den Datenfluss von und zum Prozessor geht, stoßen heutige Kupferverbindungen an ihre physikalischen Grenzen. Die IBM-Forscher aus dem Züricher Labor gehen davon aus, das ihre Zeit zugunsten optischer Verbindungen bald abgelaufen sein wird.

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Denn diese eignen sich besser für höhere Datendichte und längere Entfernungen. Darüber hinaus bleiben optische Verbindungen von elektromagnetischen Interferenzen unberührt und verbrauchen weniger Energie.

Die Vorteile der Verbindungstechnik ist von den Glasfasernetzen für die Telekommunikation bekannt. Trotzdem sei zusätzliche Forschungsarbeit notwendig, bevor sich die Technik in Computersysteme integrieren lasse, teilt das IBM-Labor mit.

Die Partnerschaft zwischen IBM Forschung, der Varioprint AG, einem Schweizer Hersteller von gedruckten Schaltkreis-Boards, und der französischen Intexys Photonics soll im Wesentlichen dazu dienen, eine kostengünstige optische Card-to-Card-Interconnect-Lösung zu entwickeln.

Der Prototyp

Den ersten Prototyp konnten in der vergangenen Woche Besucher der Electronica 2006 in München bestaunen. Gezeigt wurden eingerichtete, gedruckte Schaltkreis-Boards, die mit hochdichten 120-GB/s-Optoelektronik-Modulen und Fiberoptik-Schnittstellen ausgestattet sind.

Bert Offrein, Leiter der Photonics Group im IBM Forschungslabor Zürich, und sein Team wollen die optischen Lichtleiter direkt in die gedruckten Schaltkreis-Boards (Printed Circuit Boards, PCB) integrieren. Die PCB-Prototypen integrieren jeweils eine Ansammlung von zwölf optischen Lichtleitern mit je einem Durchmesser von 250 Mikrometern (0,25 mm), die gesamte Breite der zwölf Lichtleiter erreicht damit gerade einmal 3 Millimeter.

Eine weitere Herausforderung hinsichtlich Kosten und Effizienz besteht in der Integration von optoelektronischen Komponenten, die elektrische Signal vom Prozessor in optische Signale umwandeln, um sie dann durch die optischen Lichtleiter und ein Glasfiber-Kabel zur Empfängerkarte zu übertragen, wo sie zurück in elektrische Signale umgewandelt werden.

IBM-Forscher und Entwickler bei Intesys Photonics haben jedoch bereits hochdichte optoelektronische Module mit einer Bandbreite von 120 Gigabit pro Sekunde entwickelt. Die optoelektronische Umwandelung wird hier von einer Ansammlung von 12 Lasern oder Detektoren vorgenommen. Jeder von ihnen kann 10 Gigabit Daten pro Sekunde verarbeiten.

Zudem gibt es auch schon Möglichkeiten, die optoelektronischen Elemente mit den Lichtleitern zu verbinden und anzuordnen. Standard-Optikschnittstellen machen die Technologie kompatibel mit bereits am Markt gängiger Fiberoptik-Technologie.

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