激光芯片可以为千万亿次计算机提供动力

 作者:秘溉鹰     |      日期:2018-01-02 08:13:15
通过Will Knight激光通信芯片能够通过庞大的“petaflop”超级计算机的静脉抽取数据已经在日本的NEC中得到了证明通信芯片可以通过光纤传输信息,速度为每秒25千兆比特(千兆位是十亿比特)根据NEC的说法,这是这些组件的记录,并且比现今的超级计算机中使用的纯电子互连快许多倍通信芯片可以将电子信号转换为光信号使用光纤在芯片之间中继数据可以使这种类型的超级计算机比以前使用电子连接的处理器更具优势 NEC使用一种称为垂直腔面发射激光器(VCSEL)的半导体激光二极管,其产生响应电流的激光脉冲该公司的研究人员通过用砷化镓和砷化镓的混合物制造二极管来制造更高效的VCSEL器件 - 他们使用铟代替更传统的铝这使得可以通过光纤更快地传输激光脉冲通过在数千个单独的计算机处理器之间更有效地路由数据,新的VCSEL芯片可用于制造前所未有的超级计算机 NEC认为这些芯片对第一台petaflop级超级计算机的开发至关重要 - 这台超级计算机能够每秒进行一千万次数学计算 NEC的系统设备研究实验室的Takahiro Nakamura告诉“新科学家”杂志说:“在2010年左右,安装了新VCSEL的下一代超级计算机可以实现Petaflop级性能”这样的成就可能使NEC重新获得它在2002年至2004年期间与地球模拟器(一台安装在日本横滨的日本海洋地球科学和技术局的超级计算机)一起获得的超级计算冠军这是因为纯电子芯片共享数据的效率是超级计算机设计的关键瓶颈今天的大多数超级计算机的最高运行速度为几万亿次(每秒数万亿次)许多超级计算机基本上是通过连接成千上万的现成计算机处理器而制造的然而,目前排名第一的是位于美国加利福尼亚州劳伦斯利弗莫尔国家实验室的一台名为BlueGene的IBM机器,它是由定制组件制成的,能够实现令人生畏的360万亿次浮点运算虽然外部专家同意VCSEL芯片可用于构建强大的超级计算机,但他们表示此类组件的成本也至关重要 “单独的原始带宽不一定是千万亿次计算最紧迫的问题,”美国加利福尼亚州劳伦斯伯克利国家实验室的John Shalf说 “问题在于我们能否负担得起这些元件”此外,尽管VCSEL芯片的价格比同类光学技术(如磷化铟激光器)便宜,但Shalf表示,更便宜的解决方案可能是在一个数据中组合多个电子连接通道“管”另一种方法可以是通过相同的电缆发送若干光信号,这种技术称为波分复用 “使用VCSEL达到每秒25千兆位的能力为更具成本效益的组件提供了一些机会,但这还有待观察,”Shalf告诉“新科学家”杂志 “当这些东西成为真正的产品时,你可以放心,市场将提供答案”劳伦斯伯克利的另一位超级计算专家霍斯特·西蒙补充说,其他问题将影响下一代超级计算机的发展 “建立一个具有大量内存的petascale系统 - 比如至少200TB - 然后为这个系统供电和冷却将是更大的挑战,”他说无论面临何种挑战,NEC都相信petaflop超级计算机将能够进行前所未有的复杂实验 “它将能够从基因和细胞水平到器官乃至整个身体进行人体的整个模拟,