Intel entwickelt optische Interconnects

Immer schnellere Prozessoren erfordern auch den immer schnelleren Transport von Informationen auf dem Die. Dafür will Intel bis 2009 nicht wie bisher elektrische, sondern optische Verbindungen einsetzen.

Neben der Schaltgeschwindigkeit der Transistoren setzt der modernen CPU-Fertigung auch die Verbindung von Funktionseinheiten auf dem Die Grenzen. Der letzte Schrei sind dabei Kupfer-Interconnects. Doch auch das reicht auf Dauer nicht aus: Bei Strukturbreiten von derzeit 0,13 Mikron setzen bei weiterer Verkleinerung bald Skin-Effekte und das Ausbrechen von Elektronen aus den Leiterbahnen ein. Damit ist zum einen der Ladungsfluss gefährdet, zum anderen können die CPUs durch Übersprünge auch unzuverlässig werden. Hinzu kommt, dass schon jetzt beim Pentium 4 mit seinen 42 Millionen Transistoren die Flussgeschwindigkeit der Elektronen die Leistung limitiert. Unter ungünstigen Bedingungen braucht eine Aktion quer über das Die zwei ganze Prozessortakte, was nur noch sehr schwer zu synchronisieren ist.

Die Zukunft liegt laut Intel in optischen Interconnects. Dies ist jedoch überaus schwer zu realisieren. Nach Angaben von Intels Leiter der Prozessentwicklung, Dr. Gerald Marcyk, müssen dazu erst leistungsfähige Halbleiter-Laser entwickelt werden. Herkömmliche Gallium-Arsenid-Laser würden nicht ausreichen. Auch das Medium, in dem das Licht fließen soll, ist noch nicht erfunden. Diese so genannten "Waveguides", deren Prinzip mit dem herkömmlicher Glasfasern vergleichbar ist, müssen sich mit ebenso wie die Laser mit gängigen Methoden der Halbleiterfertigung herstellen lassen.

Stand der Technik: Ein 300-Millimeter-Wafer aus Intels Fab D1C. Noch mit dieser Größe sollen optische Interconnects Einzug in die Chip-Herstellung halten.

Dr. Gerald Marcyk arbeitet in Intels Forschungs-Fab "D1C" in Hilsboro, Oregon. Laut Moores Law erreichen CPUs bis 2009 interne Taktfrequenzen von 25 bis 50 GHz und bestehen aus über einer Milliarde Transistoren. Spätestens dann, so Marcyk, werden auch optische Interconnects gebraucht. In die Karten lässt sich Intel dabei allerdings nicht blicken: Wie der Ingenieur gegenüber tecChannel.de angab, befindet man sich erst ganz am Anfang der Forschung. (nie)