Selon les chercheurs de Big Blue, l'utilisation de puces CMOS Integrated Silicon Nanophonics pourrait multiplier par mille les performances des supercalculateurs actuels. Cette technologie intègre des modules électriques et optiques sur une seule pièce de silicium. « Les signaux électriques créés au niveau du transistor sont convertis en impulsions lumineuses, permettant aux puces de communiquer à des vitesses plus rapides, » a déclaré Will Green, un scientifique et chercheur en photonique silicium chez IBM. Selon le fondeur, cette technologie pourrait être à l'origine d'énormes progrès en terme de puissance dans le domaine des supercalculateurs. Aujourd'hui, les plus rapides des super ordinateurs plafonnent à environ 2 pétaflops, soit deux millions de milliards de calculs par seconde. La technologie photonique pourrait les faire passer à l'exaflops, soit un miliard de milliards d'opérations en virgule flottante par seconde. « IBM pourra ainsi atteindre son objectif de construire un ordinateur exaflopique d'ici à 2020, » a précisé Will Green.


Les chercheurs d'IBM, Yurii Vlasov, William Green and Solomon Assefa (de G à D) qui ont travaillé sur la puce CMOS Integrated Silicon Nanophotonics.

« Dans un système exaflopique, les interconnexions doivent être en mesure de faire circuler plusieurs exaoctets par seconde à travers le réseau, » a expliqué le chercheur. « C'est une étape intéressante pour les constructeurs qui envisagent de réaliser des systèmes exaflopiques dans les 10 ans à venir. » Celui-ci ajoute qu'il serait possible d'intégrer de multiples modules photoniques sur un substrat unique ou sur une carte mère. Les supercalculateurs les plus récents utilisent déjà la technologie optique pour faire communiquer les puces entre elles, mais essentiellement au niveau du rack et surtout sur une seule longueur d'onde. « L'avancée d'IBM permettra une communication optique simultanée et sur plusieurs longueurs d'onde, » a-t-il déclaré. La fabrication de puces utilisant cette technologie peut se faire sur une ligne de production standard et ne nécessite aucun appareillage spécial, ce qui rend sa production très intéressante en terme de coût-efficacité, selon IBM.

L'optique à la place des liens cuivre

Les essais actuels ont porté sur la fabrication d'une plaque CMOS de 130 nanomètres, mais IBM veut démarrer la production avec des «  plaques CMOS de moins de 100 nm», a dit Will Green. La technologie vise à remplacer les liens cuivre largement utilisés aujourd'hui pour le transfert de données entre les puces. L'optique peut être plus rapide, que ce soit sur des distances de quelques centimètres ou de quelques kilomètres, et consomme moins d'énergie. IBM espère pouvoir également utiliser un jour un système optique pour faire communiquer entre eux les transistors. « Intel effectue également des recherches dans la technologie nanophotonique sur silicium, mais n'a pas encore montré qu'elle savait réaliser l'intégration de la photonique et de l'électronique, » indique Will Green.

Les avancées d'IBM dans la nanophotonique arrivent après plus de 10 années de recherche menées dans ce domaine dans ses laboratoires à travers le monde. Au-delà de l'informatique haute performance, l'entreprise pense que sa technologie pourra être utilisée dans d'autres domaines, celui des réseaux en particulier.