IBM: Durchbruch bei der Entwicklung Optisch-elektrischer Hybridchips

[Superwip]

IBM hat ein neues Verfahren vorgestellt, mit dem optische und elektronische Bauelemente auf einem Chip integriert werden können; damit ist es nun einfacher möglich optische Datenkommunikation, insbosondere zwischen zwei Chips innerhalb einer Platine durchzuführen; Vorteile gegenüber herkömlichen Kupferleiterbahnen sind dabei vor allem die größeren Bandbreiten, der geringere Energiebedarf und die höheren, ohne Probleme überbrückbaren Entfernungen (was vor allem bei Großrechnern von Bedeutung sein dürfte)

Die Optisch-elektrischen Hybridchips lassen sich günstig und sehr kompakt im herkömmlichen CMOS-Verfahren herstellen, ein Sender/Empfänger für einen einzelnen optischen Kommunikationskanal hat dabei laut IBM nur einen Platzbedarf von 0,5mm² und damit nur ~ ein zehntel dessen, was konkurrierende Firmen bisher angekündigt haben; genauere technische Daten wurden noch nicht genannt

Auf einem Chip mit 4x4mm Fläche (64 Sende/Empfangseinheiten?) soll sich aber eine mehrkanalige Bandbreite von 1TBit realisieren lässt, das entspräche etwa dem fünffachen der Bandbreite aktueller CPU-CPU Verbindungen in Multi CPU Systemen, etwa Intels QPI oder AMDs Hyper Transport oder dem vierfachen der Bandbreite von PCIe 3.0 x16

Als nächsten Schritt will IBM die Sender/Empfängerchips in den Hauseigenen CMOS FABs produzieren und in HPCs der nächsten Generation einsetzen; wann und in welcher Anwendung die neue Technologie Einzug in unsere PCs findet ist aber nicht bekannt

01.12.10 - Optische Verbindung für CMOS-Bauelemente | c't
IBM meldet Durchbruch bei superschnellen Hybridchips - news.ORF.at

 

[KILLTHIS]

Das sind doch gute Nachrichten. Wenn es tatsächlich einen enormen Leistungssprung ermöglichen sollte, so kann man dies als kleinen Meilenstein werten - doch bis wir tatsächlich solch hochlobenden Worte aussprechen, warten wir lieber ab, was dann am Ende die Realität noch zu Tage bringt.

 

[Skysnake]

Danke für die News Superwip.

IBM hat da wirklich was recht tolles entwickelt. Der Chip sieht auch recht lustig aus mit den Glasfaserkabeln direkt auf dem Chip Meines wissens nach warens aber bisher nur 6 oder 8 Ports pro Seite die sie bisher realisiert haben. Die wollen ja später die Chips stapeln, um genug Fläche für die ganzen Anschlüsse zu schaffen. Da gibts wohl auch schon Ansätze zu, wo zwischen den Schichten mittels Wasser gekühlt wird

Was im Moment wohl noch Schwierigkeiten macht ist das Anbringen der Stecker am Chip. Ich hoffe aber mal das Sie das recht schnell gelöst bekommen. Was halt recht interessant an der Technik ist sicher auch das man eben direkt on-Chip ist und nicht erst über ein Bus-System oder sowas auf den Chip muss. Auch die Pin-Limitation fällt damit deutlich geringer aus, bzw eventuell sogar ganz weg.

Ich seh da echte Chancen wenn man das auch auf GPU-Chips einsetzt. Im Moment sind die Latenzen und Bandbreitenlimitierung von PCI-E ein großes Problem, was sich damit deutlich verringern lassen würde.

Hauptsächlich die Reduzierung der Latenzen spricht aber für die Technik.

 

[jaramund]

Ich finde die Technik auch hoch interessant und innovativ, aber das Problem ist (um es mal aus der Sicht der "Allgemeinheit" zu beschreiben), dass IBM auf dem Massenmarkt kaum bzw. nicht vertreten ist und es somit lange bis ewig dauern wird, biss man es als "allgemeiner User" nutzen kann.
Für die Wirtschaft und Forschung mag es sicher eher von Bedeutung sein und ich hoffe dies auch.

 

[Skysnake]

Naja, das macht im privaten Bereich auch kaum einen Sinn, oder hast du ein Multisockelsystem daheim?

Nur für sowas ist das wirklich richtig geil, oder vielleicht um ne GPU direkt mit der CPU zu verbinden, aber das wars da dann auch schon. Der Hauptvorteil sind halt die niedrigen Latenzen und großen Bandbreiten, aber das spielt nur im HPC Bereich ne echte Rolle. Nen Privatanwender wird davon nix merken

 

[Necthor]

irgendwie hört sich das nach Arbeitsteilung zwischen IBM und Intel an.
Denn Intel ist mit seinem Lightpeak änlich fortgeschritten und will nächstes Jahr erste Produkte, welcher Art auch immer herausbringen.
Wenn diese beiden Technologien kompatibel sein sollten wäre ein weiterer Schritt zum Next-Generation-PC getan.
Ich denke mal, dass das ganze durch lizensierung an MoBo-Hersteller, Arbeitsspeicherproduzenten, u.s.w. erheblich beschleunigt werden könnte.

Die Frage ist halt: Wann und in welcher Dosis wird es bei uns ankommen?

 

[Rollora]

Naja, das macht im privaten Bereich auch kaum einen Sinn, oder hast du ein Multisockelsystem daheim?

Nur für sowas ist das wirklich richtig geil, oder vielleicht um ne GPU direkt mit der CPU zu verbinden, aber das wars da dann auch schon. Der Hauptvorteil sind halt die niedrigen Latenzen und großen Bandbreiten, aber das spielt nur im HPC Bereich ne echte Rolle. Nen Privatanwender wird davon nix merken

Die GPU ist doch schon längst direkt mit der CPU verbunden bei diversen Intel Modellen. Leistungsvorteil ist praktisch NULL, sieht man von der Sandy Bridge GPU ab. Es geht hier eher um Kostenersparnis

 

[jaramund]

Naja, das macht im privaten Bereich auch kaum einen Sinn, oder hast du ein Multisockelsystem daheim?

Noch nicht aberman weiss ja nich wo es hin geht die nächsten Jahre, zu 10 GHz sicherlich nicht also -> mehr Kerne bzw. CPU´s.

 

[Ob4ru|3r]

Ich finde die Technik auch hoch interessant und innovativ, aber das Problem ist (um es mal aus der Sicht der "Allgemeinheit" zu beschreiben), dass IBM auf dem Massenmarkt kaum bzw. nicht vertreten ist und es somit lange bis ewig dauern wird, biss man es als "allgemeiner User" nutzen kann.
Für die Wirtschaft und Forschung mag es sicher eher von Bedeutung sein und ich hoffe dies auch.

Öhm .... die vergeben einfach Lizenzen an Firmen wie AMD oder Intel und die bauen das dann von sich aus ein, bzw. die anschliessenden Entkunden dürfen das in ihre Platinen verbauen, wie Asus oder MSI?

 

[Progs-ID]

Naja, das macht im privaten Bereich auch kaum einen Sinn, oder hast du ein Multisockelsystem daheim?

Nur für sowas ist das wirklich richtig geil, oder vielleicht um ne GPU direkt mit der CPU zu verbinden, aber das wars da dann auch schon. Der Hauptvorteil sind halt die niedrigen Latenzen und großen Bandbreiten, aber das spielt nur im HPC Bereich ne echte Rolle. Nen Privatanwender wird davon nix merken

Habe noch ein älteres Multisockelsystem bei mir im Zimmer stehen.

@ Topic:
Das sind doch gute Nachrichten. Gut das die Entwicklung weitergeht.

Bin gespannt, was man von IBM auf der nächsten Cebit sehen kann. Dieses Jahr waren es die Power7 Server. Einer von den Dingern würde mir schon reichen. Unterstützt leider nur kein X86 beziehungsweise X64. Laufen nur Linuxdistris drauf.

 

[DaStash]

IBM hat ein neues Verfahren vorgestellt, mit dem optische und elektronische Bauelemente auf einem Chip integriert werden können; damit ist es nun einfacher möglich optische Datenkommunikation, insbosondere zwischen zwei Chips innerhalb einer Platine durchzuführen; Vorteile gegenüber herkömlichen Kupferleiterbahnen sind dabei vor allem die größeren Bandbreiten, der geringere Energiebedarf und die höheren, ohne Probleme überbrückbaren Entfernungen (was vor allem bei Großrechnern von Bedeutung sein dürfte)

Die Optisch-elektrischen Hybridchips lassen sich günstig und sehr kompakt im herkömmlichen CMOS-Verfahren herstellen, ein Sender/Empfänger für einen einzelnen optischen Kommunikationskanal hat dabei laut IBM nur einen Platzbedarf von 0,5mm² und damit nur ~ ein zehntel dessen, was konkurrierende Firmen bisher angekündigt haben; genauere technische Daten wurden noch nicht genannt

Auf einem Chip mit 4x4mm Fläche (64 Sende/Empfangseinheiten?) soll sich aber eine mehrkanalige Bandbreite von 1TBit realisieren lässt, das entspräche etwa dem fünffachen der Bandbreite aktueller CPU-CPU Verbindungen in Multi CPU Systemen, etwa Intels QPI oder AMDs Hyper Transport oder dem vierfachen der Bandbreite von PCIe 3.0 x16

Als nächsten Schritt will IBM die Sender/Empfängerchips in den Hauseigenen CMOS FABs produzieren und in HPCs der nächsten Generation einsetzen; wann und in welcher Anwendung die neue Technologie Einzug in unsere PCs findet ist aber nicht bekannt

01.12.10 - Optische Verbindung für CMOS-Bauelemente | c't
IBM meldet Durchbruch bei superschnellen Hybridchips - news.ORF.at

Schöne News, gut geschrieben.

MfG

 

[Skysnake]

irgendwie hört sich das nach Arbeitsteilung zwischen IBM und Intel an.
Denn Intel ist mit seinem Lightpeak änlich fortgeschritten und will nächstes Jahr erste Produkte, welcher Art auch immer herausbringen.
Wenn diese beiden Technologien kompatibel sein sollten wäre ein weiterer Schritt zum Next-Generation-PC getan.
Ich denke mal, dass das ganze durch lizensierung an MoBo-Hersteller, Arbeitsspeicherproduzenten, u.s.w. erheblich beschleunigt werden könnte.

Die Frage ist halt: Wann und in welcher Dosis wird es bei uns ankommen?

LightPeak und das von IBM hat relativ wenig miteinander zu tun. Intel bringt eigentlich mehr oder weniger nur eine bereits etablierte Technik in den home Bereich. IBM dagegen hat eine echt Neuentwicklung gemacht, da Sie dazu in der Lage waren Emitter und Detektoren in diesen kleinen Maßen herzustellen, das Sie direkt an dem Chip angebracht werden können. Das ist eine echte Leistung.

Die beiden Techniken werden sehr sehr sicher auch nicht kompatibel sein, da LightPeak auf Ausschuss setzt bei den Kabeln und bei IBM Speszialkabel verwendet werden müssen. Mit eines der Hauptprobleme ist atm laut meinem Informationsstand im Moment auch noch die Anbindung der Kabel an den Chip.

Die GPU ist doch schon längst direkt mit der CPU verbunden bei diversen Intel Modellen. Leistungsvorteil ist praktisch NULL, sieht man von der Sandy Bridge GPU ab. Es geht hier eher um Kostenersparnis

Ähm..... nein.

PCI-E hat popelige 500MB/s pro Lane. Sprich grad mal 8GB/s für ne GPU und das auch nur mit PCI-E2.0 mit 1.0 ist es grad mal die Hälfte. Ram-CPU hat ne Anbindung von ~30GB/s, und selbst das ist ja nen Flaschenhals, warum im Serverbereich auf Quadchannel gesetzt wird....

Die "geringe" Bandbreite und auch die LAtenze durch die 10/8 bit Modulation ist ja mit einer der großen Schwachpunkte von GPUs beim Einsatz in wissenschaftlichen Anwendungen. Du bekommst die Daten einfach nicht schnell genug auf die Karte drauf und danach wieder runter.

Ich selbst hab ein Testprogramm geschrieben. Auf der CPU hats 59ms gedauert, auf der GPU mit OpenCL im ersten durchlauf 47ms und danach 3ms, so jetzt kommt aber der Hacken. Bis die Daten auf der GPU war hats 100ms gendauert, und nochmal 100ms bis die Daten wieder im RAM waren...

Und du willst mir erzählen, das die Anbindung kein Problem ist?

 

[Superwip]

Ja, die ersten Anwendungen im PC Bereich werden wahrscheinlich die Anbindung des Arbeitsspeichers und vorallem der Einsatz als PCIe Nachfolger sein oder auch eben die Koppelung von CPUs (wobei Dual CPU in PCs höchstwahrscheinlich so oder so eine Nischenanwendung für High-End Workstations bleiben wird) und vielleicht auch die Anbindung der CPU an die Southbridge (wenn diese dann nicht schon integriert ist...); ich denke aber das das sicherlich noch einige, mindestens 3-4, Jahre dauert... wäre dann aber auch wiedermal ein guter Grund für neue Sockel da die aktuellen bekanntlich keine optischen Kontakte haben; mal sehen, wie das dann genau realisiert wird

Andere Anwendungen, einschließlich die Anbindung herkömmlicher Datenträger inkl. SSDs und Netzwerkverbindungen sind im PC Bereich längerfristig kaum sinnvoll da sie nichtmal annähernd so viel Bandbreite erfordern

 

[Skysnake]

Netzwerkverbindung wirste damit kaum realisieren können, da die Intensitäten nicht so riesig sind, und vorallem auch die Kabel direkt am Chip sind. Da auch nur einmal am Kabel zupfen wäre net so gut Wenn dann das man nochmal nen Treiber hat. Das wird aber wieder schweine teuer, und damit auch völlig unnötig für den Heimbereich.

Mehr als Gbit brauchste im home-Bereich einfach nicht.

Aber wie du schon gesagt hast, auf jedenfall sehr interessant. Wie ich finde viel interessanter als LightPeak.

Ich glaub allerdings nicht so recht dran, das der RAM angebunden wird, da haste ja viele kleine Chips um die Bandbreite zu bekommen. Aber möglich ist es. Zuerst aber sicherlich CPU-CPU Anbindung und halt eventuell danach CPU-GPU, wobei halt die Frage ist, ob IBM die Technik überhaupt rausrückt..

Sowas steht dem Mainframe-Markt sehr gut, und halt den HPC-Clustern wie BlueGene etc.und IBM hat halt keine eigene GPUs, daher denk ich nicht das sie sich selbst den Ast absägen auf dem Sie mit der Technik sitzen. Ich denk man wird dies aber auf jedenfall in den Exa-Skale Rechnern sehen.

 

[Superwip]

Sowas steht dem Mainframe-Markt sehr gut, und halt den HPC-Clustern wie BlueGene etc.und IBM hat halt keine eigene GPUs, daher denk ich nicht das sie sich selbst den Ast absägen auf dem Sie mit der Technik sitzen. Ich denk man wird dies aber auf jedenfall in den Exa-Skale Rechnern sehen.

War hier in der Vergangenheit nicht sehr selbstverliebt; viele IBM Server und HPCs aber auch die alten IBM PCs/ Think Centres/ Thinkpads setzen/setzten zum Teil oder sogar vollständig auf Intel oder AMD CPUs, warum sollte das bei GPUs anders sein?
Bereits jetzt setzt IBM bei HPCs auch auf GPUs, siehe etwa hier:
heise online - IBM packt Nvidia-Fermi-Karten in Supercomputer

Jetzt muss nurnoch nVidia mitziehen aber die sind ja aktuell ja onehin sehr HPC affin; trotzdem ist es fraglich, ob sie schon in naher Zukunft nur für HPCs eine eigene Chipversion mit optischer Anbindung herstellen; eine Anbindung über einen Brückenchip halte ich aber schon in näherer Zukunft (2011/2012) für gut vorstellbar

 

[Skysnake]

Das meinte ich ja. IBM macht das nicht selbst, und wenn du das in nem fremden Chip haben willst, musste halt die Patente etc rausrücken, denn nen Brückenchip bringt nichts. Das Problem ist ja aus dem Chip mit der nötigen Bandbreite raus zu kommen. Wenn du mal drausen bist, dann isses nicht mehr so das Problem. Daher macht nen Brückenchip auch keinen Sinn leider

Daher glaub ich auch nicht, dass das schnell kommen wird.

 

[Progs-ID]

Die Leistung solcher zusammengeschlossener Racks aus dem Link von Superwip ist enorm. Der Stromverbrauch aber leider auch. Und was so ein Teil kostet, will ich "eigentlich" auch nicht wissen.

Frage mich halt eben nur, warum hauptsächlich die Karten von NVIDIA eingesetzt werden. Geht das mit Radeons wirklich nicht?

Ich erinnere mich noch an eine Aussage eines Entwicklers, die ich in einer PCGH-Print von vor 3-5 Jahren gelesen habe. GPUs nicht so leistungsfähig wie CPUs...

 

[Skysnake]

Doch das geht auch mit AMD/Ati Karten, allerdings hat nVidia halt eine bessere Marktdurchdringung durch CUDA. Und man solls net glauben, aber die Leute sind da teils echt bischen starrsinnig was neues angeht