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IBM setzt in Computern auf Lichtgeschwindigkeit

Computer könnten bald an Geschwindigkeit dramatisch zulegen: Forscher von IBM haben bei der Konstruktion von Mikrochips einen Durchbruch errungen. Statt elektrischer setzen sie auf Lichtimpulse.

Bisherige Computer hätten ihre Grenzen unter anderem bei der Weiterleitung der Daten zwischen den verschiedenen Prozessorkernen. So verfügt beispielsweise die Playstation 3 über einen Cell-Prozessor mit neun Kernen. IBM war auch bei diesem neben Sony und Toshiba an der Entwicklung maßgeblich beteiligt. Der Cell-Prozessor verfügt über eine Geschwindigkeit von 3,2 GHz. Bei Bekanntgabe der Playstation 3 wurde dieser auch oft als Supercomputer tituliert und sollte bis zu 100-mal schneller als bisherige Spielekonsolen sein. Dieser Wert wurde allerdings dann mehrmals nach unten korrigiert.

Die nun von IBM entwickelte Technik würde es erlauben, tausende Prozessorkerne auf einem einzigen Chip unterzubringen. Damit der Austausch von Daten zwischen den einzelnen Prozessoren vielfach schneller wird, setzen die Ingenieure auf Licht- statt der bisher verwendeten elektrischen Impulse. Man spricht auch hier wieder von der 100-fachen Geschwindigkeit bisheriger Prozessoren. Riesige Supercomputer, die bisher ganze Räume füllten, könnten so schon in Zukunft in die Aktentasche passen.

Zudem würden bisherige Prozessoren sehr viel Strom verbrauchen und unnötig viel Wärme produzieren. So muss der Chip der Playstation 3 beispielsweise stark gekühlt werden und verbraucht dabei trotzdem überdurchschnittlich viel Strom. Mit der neuen Technik hingegen soll es möglich sein tausende Rechenkerne auf einem Chip zu integrieren, dabei aber trotzdem nur den Strom von einer Glühbirne zu verbrauchen. Also in etwa 60 Watt.

Die neue Technik nennt IBM „Silicon Nanophotonics“. Ihre Funktionsweise ähnelt der von Glasfaser-Technik. Hierbei werden die Lichtimpulse durch Halbleiter geschickt. Licht erreicht dabei Lichtgeschwindigkeit, schneller geht es nicht. Es ist also ein wirklich schneller Datenaustausch möglich, elektrische Verbindungen sind hierfür nicht mehr nötig. Bisher war es nur schwierig, elektrische Impulse in Lichtimpulse mit entsprechend kleiner Technik umzuwandeln, dies sei allerdings nun gelungen.

Die Playstation 3 wird in einem Projekt mit dem Namen „Folding@home“ bereits dazu verwendet, um den Faltvorgang von Proteinen zu simulieren. Hierzu ist es möglich die Rechenleistung von tausenden Playstation 3 zu bündeln, und für Rechenoperationen zu verwenden. Bereits über 35.000 Playstation 3 sind an diesem Projekt beteiligt und erreichen insgesamt eine Leistung von über 1.000 Billionen Rechenoperationen pro Sekunde, über drei Mal so schnell wie der schnellste Supercomputer der Welt „Blue Gene“, welcher auch von IBM stammt. Mit Hilfe dieser enormen Rechenleistung will man Erkenntnisse zur Bekämpfung von Krankheiten wie etwa Alzheimer sammeln.

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