Laserstrahlen beschleunigen CPU-Kommunikation in Servern

Das US-Startup-Unternehmen Lightfleet hat einen neuartigen Ansatz im Serverbereich entwickelt, bei dem Lasersstrahlen genutzt werden, um die Kommunikation von Prozessoren zu beschleunigen. Bei der Verwendung von mehreren Mikroprozessoren in einem System erweist sich der Informationsaustausch der CPUs untereinander als Flaschenhals, der das Gesamtsystem einbremst. Lightfleet will diese Engstellen umgehen, indem die Prozessoren direkt über Laser verbunden werden. Mithilfe einer speziellen Anordnung von Linsen und Spiegeln werden die Laserstrahlen einfach durch die Luft geschickt anstatt Glasfaserkabel zu verwenden, berichtet das Wall Street Journal.

Bei der Lightfleet-Lösung sendet jeder Prozessor seine Informationen gleichzeitig an alle anderen. Jeder Chip greift dabei nur die für ihn bestimmten Nachrichten auf und verarbeitet sie weiter. Ermöglicht wird dies durch spezielle Adressierungsinformationen. Der Laser wird anschließend mithilfe eines Spiegels zum nächsten Empfänger weitergeleitet. Vor allem bei All-to-All-Nachrichten sei dieses Design besonders effizient, erklärt der Wissenschaftler und Mitentwickler Bill Dress. „Durch die Tatsache, dass das Laserlicht durch die Luft gesendet wird, ist keine Verkabelung mit Glasfaser nötig. Damit sparen wir auch zusätzliche Schalttechnik und Software“, meint Dress.

Gartner-Analyst Jeffrey Hewitt zeigt sich von dem Ansatz begeistert: „Damit gibt es weder Traffic-Probleme noch kollidierende Messages. Das ist sehr interessant.“ Allerdings komme auch eine große Aufgabe auf Lightfleet zu. Den Markt von einer so ungewohnten, neuen Technik zu überzeugen, ist eine schwere Aufgabe, meint der Analyst. Womöglich müssten Anwendungsprogramme umgeschrieben werden, um die volle Leistung der Technik auszunutzen. Ein Skeptiker ist Steve Scott, CTO beim Supercomputerhersteller Cray. Er hält nichts von dem Konzept, denn konventionelle elektronische Verbindungen in Servern verteilen die Daten bereits ausreichend schnell. Die eigentlichen Flaschenhälse seien die Pins an den Chips, die den Empfang und Versand von Daten limitierten. Es sei daher fraglich, ob Laser-Verbindungen einen Mehrpreis wert seien, so Scott.

Die Forscher am College of Oceanic und Atmospheric Sciences der Oregon State University sind bereits gespannt auf die Lightfleet-Computer. Die Wissenschaftler haben große Rechner im Einsatz, die Daten aus einem Sensorennetz verwenden, um komplexe Phänomene zu modellieren. „Speziell für solche komplizierten Berechnungen bildet die Kommunikation zwischen Prozessoren eine Beschränkung“, sagt Charles Sears, Manager of Research Computing am College.