Silicon Nanophotonics

ASMLs neuer Belichter ist insbesondere für große Interposer gedacht. Er arbeitet deutlich schneller und genauer als bisherige Lösungen.

Licht mit Licht zu schalten, ist nicht nur für optische Computer interessant. Einem Münchner Forschungsteam gelang dabei mit Nanostrukturen ein Durchbruch.

Mit Project Taara will Alphabet entlegene Orte ans Internet anbinden. Ein neuer photonischer Chip macht das System deutlich kleiner.

Silicon Photonics kann Chips latenzarm, effizient und mit hoher Bandbreite verbinden. Auch für Quantencomputer und KI ist integrierte Optik interessant.

Intel zeigt einen neuen Chip zur direkten optischen Verbindung von Prozessoren und GPUs. Der ist vollintegriert und kommt direkt mit auf das Package.

Mit photonischen Chips wollen Forscher 3D-Drucker komplett ohne Mechanik bauen. Die Technik war ursprünglich für Lidar gedacht.

Nur ein Jahr nach 14A soll direkt der nächste Node folgen. Dazu kommen weitgehend automatisierte Fabriken, KI-gestützte Produktionsabläufe und Roboter-Kollegen.

Optische Netze sind für größere Rechenzentren unverzichtbar. Graphen soll vollständig optische Switches günstig und effizient machen.

Das belgische Forschungszentrum Imec gewinnt neue Partner für ein Programm zur Bewertung der Umweltauswirkungen von Chip-Produktion.

Globalfoundries integriert als erster Fertiger in einem Standardprozess optische Elemente und Logik auf einem Wafer.

Der französische Jean Zay verwendet einen Prozessor mit Photonen statt Elektronen, um Supercomputer-Berechnungen zu beschleunigen.

Die Xeon Phi gibt es nicht mehr, auch der Omni-Path ist Geschichte: Intels 100-GBit/s-Verbindung wird von aktuellen Server-CPUs nicht unterstützt, die Xeon-Fabric-Vorgänger wurden nun End of Life gesetzt.

Aus den Xeon E5/E7 werden die Xeon Platinum, Gold, Silver und Bronze. Die intern als Skylake-SP bezeichneten CPUs sind mit integrierten Optionen wie Fabric oder Gigabit-Ethernet ausgerüstet, daher spricht Intel von einer skalierbaren Plattform.

Für 770 Millionen US-Dollar soll Applied Micro ein Teil von Macom werden. Die Compute-Sparte des ARM-Server-Herstellers soll veräußert werden, denn Analog-Spezialist Macom interessiert sich für die Connectivity-Produkte.

IDF Nach weit über einem Jahrzehnt wird es Licht: Intel vernetzt Datacenter mit Silicon Photonics, die in der ersten Version 100 GBit pro Sekunde übertragen. Nächstes Jahr soll Knights Mill erscheinen, ein Xeon Phi mit für Deep Learning optimierten Befehlssätzen.

Diverse große Hersteller wie ARM, IBM und Qualcomm entwickeln zusammen eine Verbindung: Der Cache Coherent Interconnect for Accelerators soll Prozessoren und Beschleuniger verknüpfen. Gerade für Data-Center soll das Effizienz und Leistung verbessern.

Photonen statt Elektronen - optische Schaltungen könnten eine Alternative zu elektronischen Halbleitern werden. Forscher in München haben hierzu einen neuen Ansatz entwickelt, Nanodraht-Laser mit Silizium zu verbinden.

Das 14-nm-Verfahren läuft nicht rund, dennoch hält Intel die eigene Fertigungstechnik der Konkurrenz für überlegen. Künftig möchte der Hersteller in Server und weniger in PCs sowie Tablets investieren.

Ausblick auf 2017 und 2018: Eine Intel-Roadmap zur Server-Plattform Purley zeigt, dass die Skylake- und Cannonlake-EP-Prozessoren auf sehr schnellen Speicher und eine optische Datenübertragung setzen.

Als den größten Fortschritt seit Nehalem bewirbt Intel seine kommende Purley-Plattform für Server: Die Skylake-EX genannten Prozessoren sollen neben vielen Kernen auch eine komplett neue Speichertechnik bieten. Zudem gibt es Details zu Broadwell-EX.

Intel schickt mehr Daten pro Sekunde durch Glasfasern, IBM hingegen bietet die höhere Reichweite. Die neuen Transceiver-Chips mit Silicon Photonics sind zudem deutlich günstiger in der Herstellung.

Unter dem Namen Omni Scale will Intel 2015 sein erstes eigenes Fabric für Supercomputer vorstellen - nur bei den Großrechnern dürfte die Technik kaum bleiben. Dabei werden erstmals in größeren Stückzahlen die optischen Vernetzungen der Silicon Photonics genutzt.

Einheitlicher Speicher, der selbst im Petabyte-Bereich und in riesigen Rack-Installationen in unter 250 ns angesprochen werden kann: Das soll HPs The Machine ermöglichen. Memristor- und Photonics-Technik müssen jedoch erst finalisiert werden - das gilt auch für das Machine OS.

Nach zehn Jahren Entwicklung sollen aus Intels Abteilung für Silicon Photonics endlich marktreife Produkte kommen. Die optische Vernetzung von Komponenten mit hohen Bandbreiten kommt zuerst ins Rechenzentrum und dort wohl mit den neuen Xeon E7 alias Haswell-EP.

Intels Projekt Silicon Photonics wird noch vor Jahresende Realität werden, so ist zumindest der Plan. Der für Gorilla-Glas bekannte Hersteller Corning wird die Kabel verkaufen, die dann in einem Rechenzentrum verbiegbare Verbindungen mit bis zu 800 GBit/s ermöglichen.

Auf seiner Entwicklerkonferenz IDF will Intel Anfang September 2013 das erste Produkt seiner Abteilung für optische Vernetzung ankündigen. Die MXC genannte Schnittstelle soll bis zu 1,6 Terabit pro Sekunde übertragen können - aber anfangs wohl kaum über nur eine Leitung.

Intels Cheftechniker Justin Rattner hat in einem Interview angekündigt, dass sein Unternehmen Bausteine für optische Verbindungen mit 100 Gigabit pro Sekunde entwickelt. Bei den Prozessoren dagegen setzt die Physik spätestens in fünf Jahren neue Grenzen.

Facebook, Intel, Applied Micro und andere Unternehmen haben auf dem Open Compute Summit eine neue Serverarchitektur skizziert. Mit Group Hug und Silicon-Photonics-Techniken lässt sich diese neue Generation von Servern umsetzen, bei der die einzelnen Bestandteile eines Servers im Rack verteilt werden.

Mit Silicon Nanophotonics will IBM dem Bau von Computerchips, die sowohl optische als auch elektrische Schaltkreise enthalten, ein wesentliches Stück nähergekommen sein. Auf diese Art und Weise sollen sich deutlich schnellere Chips herstellen lassen.

Nicht mit einem Laser, sondern mit einer Single-Mode-LED können Forscher der Stanford-Universität Daten übertragen. Das klappt jetzt bei Raumtemperatur und soll für sparsamere optische Vernetzungen von Chips sorgen.

Wissenschaftler einer US-Universität haben einen ultravioletten Laser aus neuen Materialien gebaut. Die Werkstoffe sollen günstig hergestellt werden können. So könnten die kurzen Wellenlängen schon bald für die Serienfertigung tauglich sein.

Mit nur einem Laser haben Wissenschaftler des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) eine Übertragungsrate von 26 Terabit pro Sekunde erreicht. Zum Einsatz kam dabei eine neuartige optische Komprimierung.

Mit 1 GHz ist im Labor ein Anfang gemacht, das Ziel sind 500 GHz - so schnell sollen optische Verbindungen durch einen neuen Modulator werden. Wissenschaftler der UC Berkeley haben ihn aus dem Material Graphen gebaut.

Noch gibt es die schnelle optische Schnittstelle Thunderbolt nur von einem Anbieter - Apple -, da kündigt Intel schon den Nachfolger an. 2015 soll eine weitere optische Verbindung das fünffache Tempo erreichen.

IBM hat eine neue Technik vorgestellt, um elektrische und optische Komponenten auf einem Chip zu integrieren. Die CMOS Integrated Silicon Nanophotonics genannte Technik soll eine sehr schnelle Kommunikation zwischen Chips ermöglichen und den Weg zu einem Supercomputer mit einer Rechenleistung von 1 Exaflop ebnen.

Intel hat ein sogenanntes Concept Vehicle fertiggestellt und demonstriert damit erfolgreich eine optische Verbindung mit 50 GBit/s. Das ist allerdings nur der Anfang. Intel will mit vergleichsweise günstiger Technik in den Terabit-Bereich vorstoßen.

Erstmals findet derzeit in Europa ein "Research @ Intel Day" statt, bei dem der Chiphersteller Journalisten Technologien aus seinen Forschungslabors vorführt. In Brüssel zeigt Intel dabei auch Light Peak mit praktischen Anwendungen. Die optische Schnittstelle mit bis zu 40 GBit/s soll alle anderen Datenkabel am PC ablösen.

Neuer Schritt auf dem Weg zur optischen Verbindung von Chips. In den Labors von Intel haben die Forscher einen optischen Signalverstärker aus Silizium gebaut, der effektiver sein soll als entsprechende Geräte aus bisher üblichen Materialien. Damit ist eine weitere Voraussetzung für den Bau von rein optisch vernetzten Halbleitern erfüllt.