Ce programme vise à fabriquer des modules de la taille d'une puce permettant l'interconnexion de microprocesseurs haute vitesse à un débit global d'un térabit par seconde.

« Nous souhaitons dépasser la technologie câblée baie à baie pour atteindre des niveaux très élevés d'intégration et, pour ce faire, il nous faut des modules [optiques] d'environ deux centimètres carrés au niveau de la carte qui se trouve près du microprocesseur. Nous allons accroître le débit par canal, mais notre objectif le plus ambitieux est sans aucun doute de réduire la puissance de l'ordre de 5 à 10 milliwatts par gigabit », explique Marc Taubenblatt, cadre supérieur de la division des communications optiques chez IBM Research.

« Le principal objectif de ce programme est d'atteindre des vitesses de l'ordre du térabit par seconde avec un facteur de forme suffisamment bas pour permettre des interconnexions de puce à puce », explique Waguih Ishak, directeur du Laboratoire de recherche en optique et communications d'Agilent. « Le seul moyen d'y parvenir est de développer des composants optiques miniatures, dont nous ferons passer la vitesse de fonctionnement à 40 gigabits par seconde (Gbit/s) voire plus, et d'utiliser des techniques d'intégration et d'encapsulation intelligentes », ajoute-t-il.

En combinant un grand nombre de canaux distincts en un seul et même module, l'équipe espère atteindre des débits globaux de l'ordre de 1 térabit par seconde pour chaque module. Ainsi, chaque canal haute vitesse présentera une qualité optimale, ce qui favorisera une réduction considérable en termes de coûts et de consommation par rapport aux composants discrets utilisés à l'heure actuelle (jusqu'à 15 Gbit/s pour les liaisons parallèles et 40 Gbit/s pour les composants).

En intégrant les modules directement au niveau de la carte à microprocesseurs, on obtiendra des niveaux d'intégration beaucoup plus élevés (c'est-à-dire le nombre de microprocesseurs par pied cube), lesquels utiliseront des lignes électriques de très faible longueur afin de relier les modules optiques qui assureront l'interconnexion entre les microprocesseurs et les émetteurs-récepteurs et guides d'ondes optiques. La technologie de base que l'équipe utilisera pour les interconnexions optiques sera un ensemble de diodes laser à cavité verticale et à émission par la surface (VCSEL) pour la transmission et des photodiodes conventionnelles ainsi que des guides d'onde pour la réception (de même que l'optique sans fil pour les chemins d'interconnexion).

Les interconnexions optiques ne sont utiles que pour les communications entre des systèmes informatiques de grande envergure, mais les modules optiques de 2 mm² permettront de transférer la technologie à l'intérieur du boîtier. IBM estime que la bande passante totale des communications à l'intérieur des serveurs continuera d'être multipliée par dix tous les quatre ans, ce qui entraînera une augmentation du nombre de processeurs par système jusqu'en 2010, date à laquelle IBM prévoit qu'une bande passante d'environ 40 térabits par seconde (Tbit/s) sera nécessaire entre les microprocesseurs.

L'objectif à long terme d'IBM et d'Agilent est de développer une technologie d'interconnexion optique capable de délivrer une performance de 40 térabits d'ici 2010 tout en affichant un facteur de forme à faible puissance, à faible coût et à haute densité. Par exemple, l'initiative High Productivity Computing Systems (HPCS, soit systèmes informatiques hautement productifs) lancée par l'agence DARPA nécessitera ce type de vitesses sur carte pour les futurs microprocesseurs militaires.

(IBM participe déjà au projet HPCS de l'agence DARPA et met en avant sa technologie PERCS pour Productive, Easy-to-use, Reliable Computing System ou système informatique fiable, convivial et productif.)

IBM Research se présente comme la première société de recherche en matière de technologies de l'information au monde, employant plus de 3 000 scientifiques et ingénieurs dans huit laboratoires répartis sur six pays.

Agilent Laboratories faisait autrefois partie de Hewlett-Packard Laboratories et emploie désormais plus de 300 chercheurs et membres du support technique à Palo Alto, en Californie.