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  5. › Nanoswitch soll Rechenkerne eines…

Wo ist der Vorteil?

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  1. Wo ist der Vorteil?

    Autor: GooglePhone 17.03.08 - 10:22

    Immerhin ist die Datenübertragung mit Elektronen auch nicht viel langsamer. Soweit ich weiss in Kupfer ca. 2/3 c_0. Bleibt ja eigentlich nur noch die von den Forschern erhoffte Platzersparnis.

  2. Re: Wo ist der Vorteil?

    Autor: Sterilium 17.03.08 - 10:27

    GooglePhone schrieb:
    -------------------------------------------------------
    > Immerhin ist die Datenübertragung mit Elektronen
    > auch nicht viel langsamer. Soweit ich weiss in
    > Kupfer ca. 2/3 c_0. Bleibt ja eigentlich nur noch
    > die von den Forschern erhoffte Platzersparnis.

    Reduzierung der Verlustleistung und damit Ermöglichung höherer Taktraten.

  3. Re: Wo ist der Vorteil?

    Autor: Mikroweich 17.03.08 - 10:29

    Der letzte Satz im Artikel benennt es kurz:

    Die Kommunikation innerhalb eines Chips per Licht wird aus Sicht von IBM mit zunehmender Zahl an Rechenkernen den Datenaustausch über Kupferverbindungen ersetzen. Dieser Ansatz würde bei sehr vielen Kernen aber zu viel Strom benötigen und sei zudem nicht in der Lage, entsprechend hohe Bandbreiten zu erreichen.

    Gruß.

    Sterilium schrieb:
    -------------------------------------------------------
    > GooglePhone schrieb:
    > --------------------------------------------------
    > -----
    > > Immerhin ist die Datenübertragung mit
    > Elektronen
    > auch nicht viel langsamer. Soweit
    > ich weiss in
    > Kupfer ca. 2/3 c_0. Bleibt ja
    > eigentlich nur noch
    > die von den Forschern
    > erhoffte Platzersparnis.
    >
    > Reduzierung der Verlustleistung und damit
    > Ermöglichung höherer Taktraten.
    >


  4. Re: Wo ist der Vorteil?

    Autor: Siga 17.03.08 - 10:47

    GooglePhone schrieb:
    -------------------------------------------------------
    > Immerhin ist die Datenübertragung mit Elektronen
    > auch nicht viel langsamer. Soweit ich weiss in
    > Kupfer ca. 2/3 c_0. Bleibt ja eigentlich nur noch
    > die von den Forschern erhoffte Platzersparnis.

    Wenn man mehrere Wellenlängen gleichzeitig nutzen kann, ist das wie eine mehrstöckige Autobahn mit mehreren Spuren "übereinander" anstatt die Autobahn mehrspurig und breiter zu machen. D.h. man kann u.U. Leitungen einsparen, was die Sache schneller oder stromsparender macht oder man kann deutlich mehr Cores auf den Chip packen, was vielleicht bisher daran scheitert das zu viele Kupferleitungen und Strom (siehe unten) gebraucht werden und die Leitungen sich gegenseitig im Weg stehen.

    Je eigenständiger Einheiten arbeiten und größere Pakete berechnen und austauschen, desdo weniger nötig braucht man oft geringe Latenz und desdo eher rentiert sich das Kodieren/Dekodieren in Licht welches ja auch dauert! D.h. für den L1-Cache vielleicht nicht, aber für Zugriff auf Speicher auf der Rückseite des Mainboards oder Festplatten 5 Meter weiter weg ("Glasfaser-USB") lohnt sowas schon.
    In einem PowerPC-Chip könnte man z.B. die Cell-Prozessoren damit verbinden. Oder FPGA-Einheiten auf dem Chip, die größere Pakete berechnen. Das gängigste Beispiel wäre wohl Niagara von Sun/Sparc. Da sind iirc 64 recht schnelle Integer-CPU-Cores auf einer CPU. Für Banken, Router, SQL, Webserver,... braucht man z.B. oft kein Fliesskomma oder macht es im Web-Client/SQL-Client. Bei Windows o.ä. hat man jetzt schon das Problem, vier Cores (einer für Nutzer, einer für Virenchecker, einer für Chat/InstantMessaging) sinnvoll zu beschäftigen.
    U.U. können auch Grafikkarten davon profitieren.

    >mit zunehmender Zahl an Rechenkernen den Datenaustausch über
    > Kupferverbindungen ersetzen. Dieser Ansatz würde bei sehr vielen
    > Kernen aber zu viel Strom benötigen und sei zudem nicht in der
    > Lage, entsprechend hohe Bandbreiten zu erreichen.
    @golem: Bitte klarer formulieren. "Dieser Ansatz" ist entweder Kupferleitungen oder die neue Lichtübertragung. Aber aus der Formulierung ist das nicht ganz eindeutig erkennbar. Laser u.ä. brauchen zwar nicht viel Strom, aber für "viele" Kerne vielleicht auch zu viel Strom und haben den Nachteil, das man es erst kodieren und dann dekodieren muss, statt die 0 oder 1 gleich auf die Kupfer-Leitung zu legen.

  5. Re: Wo ist der Vorteil?

    Autor: ein Freund 17.03.08 - 10:56

    Siga schrieb:
    -------------------------------------------------------
    > GooglePhone schrieb:
    > --------------------------------------------------
    > -----
    > > Immerhin ist die Datenübertragung mit
    > Elektronen
    > auch nicht viel langsamer. Soweit
    > ich weiss in
    > Kupfer ca. 2/3 c_0. Bleibt ja
    > eigentlich nur noch
    > die von den Forschern
    > erhoffte Platzersparnis.
    >
    > Wenn man mehrere Wellenlängen gleichzeitig nutzen
    > kann, ist das wie eine mehrstöckige Autobahn mit
    > mehreren Spuren "übereinander" anstatt dieSiga schrieb:
    -------------------------------------------------------
    > @golem: Bitte klarer formulieren. "Dieser Ansatz"
    > ist entweder Kupferleitungen oder die neue
    > Lichtübertragung. Aber aus der Formulierung ist
    > das nicht ganz eindeutig erkennbar. Laser u.ä.
    > brauchen zwar nicht viel Strom, aber für "viele"
    > Kerne vielleicht auch zu viel Strom und haben den
    > Nachteil, das man es erst kodieren und dann
    > dekodieren muss, statt die 0 oder 1 gleich auf die
    > Kupfer-Leitung zu legen.


    Hey, da muss man golem mal in schutz nehmen. Wenn Du nicht lesen kannst, dann ist das Deine problem. Im Kontext bezieht sich "dieser Ansatz" ja wohl eindeutig auf die Kupferleitung. Ein bisschen Verständnis vom Satzaufbau kann man den Lesern schon zumuten.

    Du alter Besserwisser! :)



    > Autobahn mehrspurig und breiter zu machen. D.h.
    > man kann u.U. Leitungen einsparen, was die Sache
    > schneller oder stromsparender macht oder man kann
    > deutlich mehr Cores auf den Chip packen, was
    > vielleicht bisher daran scheitert das zu viele
    > Kupferleitungen und Strom (siehe unten) gebraucht
    > werden und die Leitungen sich gegenseitig im Weg
    > stehen.
    >
    > Je eigenständiger Einheiten arbeiten und größere
    > Pakete berechnen und austauschen, desdo weniger
    > nötig braucht man oft geringe Latenz und desdo
    > eher rentiert sich das Kodieren/Dekodieren in
    > Licht welches ja auch dauert! D.h. für den
    > L1-Cache vielleicht nicht, aber für Zugriff auf
    > Speicher auf der Rückseite des Mainboards oder
    > Festplatten 5 Meter weiter weg ("Glasfaser-USB")
    > lohnt sowas schon.
    > In einem PowerPC-Chip könnte man z.B. die
    > Cell-Prozessoren damit verbinden. Oder
    > FPGA-Einheiten auf dem Chip, die größere Pakete
    > berechnen. Das gängigste Beispiel wäre wohl
    > Niagara von Sun/Sparc. Da sind iirc 64 recht
    > schnelle Integer-CPU-Cores auf einer CPU. Für
    > Banken, Router, SQL, Webserver,... braucht man
    > z.B. oft kein Fliesskomma oder macht es im
    > Web-Client/SQL-Client. Bei Windows o.ä. hat man
    > jetzt schon das Problem, vier Cores (einer für
    > Nutzer, einer für Virenchecker, einer für
    > Chat/InstantMessaging) sinnvoll zu beschäftigen.
    > U.U. können auch Grafikkarten davon profitieren.
    >
    > >mit zunehmender Zahl an Rechenkernen den
    > Datenaustausch über
    > Kupferverbindungen
    > ersetzen. Dieser Ansatz würde bei sehr vielen
    >
    > Kernen aber zu viel Strom benötigen und sei zudem
    > nicht in der
    > Lage, entsprechend hohe
    > Bandbreiten zu erreichen.
    > @golem: Bitte klarer formulieren. "Dieser Ansatz"
    > ist entweder Kupferleitungen oder die neue
    > Lichtübertragung. Aber aus der Formulierung ist
    > das nicht ganz eindeutig erkennbar. Laser u.ä.
    > brauchen zwar nicht viel Strom, aber für "viele"
    > Kerne vielleicht auch zu viel Strom und haben den
    > Nachteil, das man es erst kodieren und dann
    > dekodieren muss, statt die 0 oder 1 gleich auf die
    > Kupfer-Leitung zu legen.
    >


  6. @golem: Unklare Formulierung

    Autor: Siga 17.03.08 - 12:09

    ein Freund schrieb:
    -------------------------------------------------------
    > Hey, da muss man golem mal in schutz nehmen. Wenn
    > Du nicht lesen kannst, dann ist das Deine problem.
    > Im Kontext bezieht sich "dieser Ansatz" ja wohl
    > eindeutig auf die Kupferleitung. Ein bisschen
    > Verständnis vom Satzaufbau kann man den Lesern
    > schon zumuten.
    >
    > Du alter Besserwisser! :)

    Der Thread "Verstehe ich nicht" zeigt ja, das ich nicht der einzige bin.

    "Licht wird Kupfer ersetzen. Bei krass vielen Cores kostet es aber zu viel Strom" .
    Das kann ohne Zusatzinformationen Kupfer oder Licht meinen.

  7. Re: Wo ist der Vorteil?

    Autor: E-Technik Student 17.03.08 - 14:19

    Das ist doch ganz einfach!

    Datenübertragung über Kupfer mit hohen Frequenzen kostet verhältnismäßg viel Energie.

    Bei mehreren Kernen, 128Bit-breiten Bussen, GBit/s oder TBit/s geht dann einige Verlustleistung des Chips auf die Kommunikation.

    Außerdem kann man die Übertragungsraten nicht beliebig erhöhen, da die Dämpfung auf dem Kupfer bald zu groß wird (-> Signal wird zu schwach für Empfang).
    Man könnte stärkere Bustreiber benutzen, aber die haben den Nachteil langsamer zu sein.

    Weiter gehts:
    Jede Leitung mit elektrischen Schwingungen stellt auch eine Antenne dar.
    Bei den kurzen Chip-Leitungen führen höhere Frequenzen zu besserer Abstrahlung.
    1. Leitungsübersprechen -> zusätzliche Dämpfung auf dem Daten-Bus
    2. Störung der umliegenden Schaltkreise.
    Bei einem heutigem Mikrochip also praktisch beeinträchtigung des ganzen Chips.

    Was liegt also näher als Licht zu benutzen?
    Licht stört keine Elektrik.
    Licht kann extrem hohe Datenraten übertragen mit relativ geringer Energie.
    Licht wird in Silizium kaum gedämpft. (Glas besteht aus Silizium.)
    Alle nötigen Bauteile für die Lichtübertragung kann man auf Halbleitern ätzen. (Silizium-Laser sind heißes Forschungsthema und scheinbar realisierbar.)
    Halbleiterschalter (Transistoren) für Licht sind in Arbeit.

    Zukünftig soll die Rechnerrei auf dem Chip mit Licht statt Elektronen erfolgen, was liegt also näher diese Elemente langsam auf den Chips zu integrieren.
    Die "große" Kommunikation außerhalb der PCs läuft häufig schon über Glasfaser.
    z.B. Internet-Backbone, Rechenzentren, Verbindungen zum VDSL-Kasten in euerer Straße und auch zu den ADSL-Vermittlingsstellen.

  8. Re: Wo ist der Vorteil?

    Autor: derVorteil 17.03.08 - 16:37

    GooglePhone schrieb:
    -------------------------------------------------------
    > Immerhin ist die Datenübertragung mit Elektronen
    > auch nicht viel langsamer. Soweit ich weiss in
    > Kupfer ca. 2/3 c_0. Bleibt ja eigentlich nur noch
    > die von den Forschern erhoffte Platzersparnis.

    Kupfer ca. 2/3 c_0
    Liche gen. 3/3 c_0

    Vorteil: 50%

    Wenn das nicht alleine schon als Forschungsgrund reicht...

  9. Re: Wo ist der Vorteil?

    Autor: :-) 17.03.08 - 19:05

    derVorteil schrieb:
    -------------------------------------------------------
    > GooglePhone schrieb:
    > --------------------------------------------------
    > -----
    > > Immerhin ist die Datenübertragung mit
    > Elektronen
    > auch nicht viel langsamer. Soweit
    > ich weiss in
    > Kupfer ca. 2/3 c_0. Bleibt ja
    > eigentlich nur noch
    > die von den Forschern
    > erhoffte Platzersparnis.
    >
    > Kupfer ca. 2/3 c_0
    > Liche gen. 3/3 c_0
    >
    > Vorteil: 50%
    >
    > Wenn das nicht alleine schon als Forschungsgrund
    > reicht...
    >


    Licht ist in Glas auch erheblich langsamer, als im sog, Vakuum.

  10. Re: Wo ist der Vorteil?

    Autor: E-Technik Student 18.03.08 - 12:32

    Richtig, Licht ist in Lichtleitern ähnlich schnell wie Elektronen in Metalleitern.


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