Intel Labs Day: Von coolen Chips und schlauen Papageien

Intel forscht weiter an Silicon Photonics, Neuromorphic Computing und Quantum Computing: Das Ziel ist es, Limits zu überwinden.

Ein Bericht von veröffentlicht am
Quantencomputer mit HR2-Chip
Quantencomputer mit HR2-Chip (Bild: Intel)

Auch wenn Intel seit Jahren wegen Fertigungsproblemen in der Kritik steht, ruht die Entwicklung in anderen Bereichen deswegen keinesfalls: Auf dem Intel Labs Day 2020 legte der Hersteller offen, wie die Forschung bei Silicon Photonics, Neuromorphic Computing und Quantum Computing gedeiht.

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Heutige elektrische Verbindungen in Servern stoßen Intel zufolge an eine sogenannte Power-Wall, bei der es mehr Energie kostet, die Daten zu bewegen, als mit ihnen zu rechnen. Hier sollen künftig vermehrt optische Technologien helfen, genauer Silicon Photonics. Die sind nicht neu für Intel, so gibt es bereits die Omni Path Architecture mit 100 GBit/s für CPUs wie die Xeon-F und Transceiver in SFP28-Bauweise.

  • Silicon Photonics (Bild: Intel)
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  • Neuromorphic Computing (Bild: Intel)
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Silicon Photonics (Bild: Intel)

Der Clou sind die auf Silizium aufgebrachten Laser, woran Intel mehr als ein Jahrzehnt lang bis zu den ersten Produkten arbeitete. Mittlerweile entwickelten die Labs einen Micro-Ring-Modulator, der die Lichtmodulation mit einem Faktor 1000x geringeren Platzbedarf durchführt. Hinzu kommen der Fotodetektor und der optische Signalverstärker, bei denen Intel ebenfalls Fortschritte machte. Die vier Bauteile ergeben einen Prototyp mit Integrated Photonics, der sich per 3D-Stacking auf das Package künftiger Prozessoren stapeln lässt.

Auch bei Neuromorphic Computing hat Intel Neuigkeiten: Der Loihi-Chip und darauf basierende Plattformen (Nahuku & Pohoiki Springs) wecken das Interesse der Industrie, da das wie ein Gehirn agierende Design in Aufgaben brilliert, bei denen reguläre Architekturen schlecht abschneiden. Dazu zählen Constraint-Satisfaction-Probleme, die Nymphensittiche mit extrem niedrigen Energieaufwand bei sehr hoher Fluggeschwindigkeit von 35 km/h bei 5 mW lösen, wohingegen autonome Drohnen mit 9 km/h bei 18 Watt vorankommen. Der Fokus in den nächsten Monaten liegt darauf, das Lava-Framework für Loihi weiter zu optimieren. Neue Partner sind etwa Lenovo und Mercedes-Benz.

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Quantum Computing ist bei Intel ebenfalls ein Thema, genauer gesagt die dazu notwendigen Kryogenik-Controller-Chips. Diese sollen Operationen koordinieren, die für die Steuerung der Qubits in einem Quantencomputer erforderlich sind. Dazu müssen exakt kontrollierte Mikrowellen erzeugt werden, um den Quantenzustand der Qubits kontrolliert zu verändern. So lange experimentelle Quantencomputer nur wenige Qubits haben, lässt sich das alles von außen steuern. Deren Zahl wird in praktikablen Quantencomputern aber auf weit mehr als eine Million ansteigen müssen und eine integrierte Steuerung unverzichtbar machen.

Der bisherige Horse Ridge erhält mit dem Horse Ridge 2 einen Nachfolger mit erweiterten Fähigkeiten, es handelt sich weiterhin um einen 22-nm-Chip. Entwickelt wurde er für eine Betriebstemperatur von 4 Kelvin, wobei Intel auf Spin Qubits setzt, die auf 300-mm-CMOS-Wafern in Oregon hergestellt werden. Details zum Horse Ridge 2 will Intel auf der International Solid State Circuits Conference (ISSCC) im Februar 2021 erläutern.

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