Twierdzą oni, że prąd elektryczny można zastąpić impulsami światła, dzięki czemu dane będzie można przesyłać między rdzeniami procesora sto razy szybciej. Technologia o nazwie nanofotonika krzemowa pozwoli zastąpić niektóre metalowe ścieżki znajdujące się na układzie scalonym specjalnymi, miniaturowymi światłowodami, przez które przepływają impulsy światła. Nowa technologia umożliwia przesyłanie danych na odległość kilku centymetrów z szybkością sto razy większą niż w przypadku stosowania tradycyjnej metody, przy 10 razy mniejszym poborze mocy.

Techniczne podstawy rozwiązania oparto na tych samych metodach naukowych, które doprowadziły do opracowania światłowodów oraz sposobów transmitowania danych w Internecie. Różnica jest taka, że tradycyjne światłowody pozwalają transmitować dane na odległość setek kilometrów, podczas gdy w przypadku nanofotoniki krzemowej jest to kilka centymetrów.

Zobacz również:

• Trwają prace nad komputerami symulującymi działanie ludzkiego mózgu
• Nie znam firmy, której strategia nie byłaby dziś cyfrowa - rozmowa z Andrzejem Zającem, Prezesem Zarządu Integrated Solutions

Dzięki dużej szybkości transmitowania danych i energooszczędności, połączenia oparte na nanofotonice krzemowej mogą w przyszłości znaleźć zastosowanie przy budowie komputerów typu desktop. Komputery takie będą mogły wtedy zawierać procesory składające się z setek, a może nawet z tysięcy rdzeni obliczeniowych. Użytkownicy takich komputerów będą mogli na nich uruchamiać aplikacje symulujące w czasie rzeczywistym wirtualne światy (np. gry).

Modulatory znajdujące się na każdym rdzeniu przetwarzają światło na impulsy, które są następnie transmitowane przez światłowody wbudowane w krzemowy układ scalony. Przewiduje się, że pierwsze układy scalone oparte na nanofotonice krzemowej mogą się pojawić na rynku w ciągu najbliższych 10 do 12 lat.

Układy CPU zawierają coraz więcej rdzeni. Jednak łączenie dużej ilości rdzeni przy pomocy metalowych ścieżek nie zdaje egzaminu. Problem polega na tym, że ścieżki przegrzewają się i układ scalony ulega uszkodzeniu. W przypadku nanofotoniki krzemowej nie ma takich zagrożeń.

Chociaż nowa technologia może zastąpić na układach scalonych miedziane ścieżki światłowodami, to tradycyjne ścieżki metalowe zdają jednak dobrze egzamin w przypadku transmitowania danych na bardzo krótkie, milimetrowe odległości. Ścieżki metalowe mogą wtedy obsługiwać komunikację między tranzystorami znajdującymi się na układzie, natomiast dłuższe połączenia oparte na nanofotonice krzemowej można stosować do przesyłania danych między rdzeniami. Obie technologie mogą się wtedy wzajemnie uzupełniać.

Prace prowadzone przez IBM nad nanofotoniką krzemową są częściowo finansowane przez Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), oddział Departamentu Obrony Stanów Zjednoczonych.