About / Advertise
De teoretiska maxhastigheterna för elektriska ledningar på integrerade kretsar och kretskort är väl i linje med vad man kan prestera med optisk teknik. Det anser professor Christer Svensson på Linköpings universitet, som tycker att det läggs ner för litet energi på att vidareutveckla de elektriska bussarna.
Medan processorerna börjar komma upp i klockfrekvenser på flera gigahertz, arbetar ledningarna som ska mata dem med instruktioner och data fortfarande i ett par hundra megahertz. Och att bredda bussarna hjälper bara till en viss gräns.
Det finns de som anser sig ha bevisat att de elektriska bussarna har nått vägs ände och företag som amerikanska Primarion lägger i stället ner energi på att ta fram optiska bussar. Utvecklingen går från bussar mellan kort till bussar på kort direkt mellan kretsar, och kanske till och med på kretsar.
Christer Svensson på Linköpings universitet anser att det här är ett missförstånd. Enligt hans beräkningar borde det gå att komma upp i datahastigheter på minst 25 terabit per sekund på kretskort och 77 Tbit/s på själva kretsarna med elektriska ledningar, och utan andra fördröjningskällor än ljusets hastighet.
- Mitt budskap är: låt oss lära oss bygga elektriska höghastighetsbussar i stället för att lägga energin på att försöka hitta alternativ.
Inga omöjliga problem
Det argument som brukar föras fram för de elektriska bussarnas död är att effektförbrukningen blir för stor eftersom resistansen ökar ju smalare ledningarna blir samtidigt som ledningarnas kapacitans leder till allt större effektförluster ju högre arbetsfrekvensen blir.
Men bägge problemen går enligt Christer Svensson att lösa.
- Man kan ju utnyttja det övre ledarlagret på en integrerad krets till datatransport över långa avstånd.
Med långa avstånd menar han då tvärs över kretsen, det vill säga ett par centimeter. Avancerade kretsar i 0,1 mikrometersteknik har upp till sex, sju, åtta ledarlager och i de översta lagren är ledningsbanorna betydligt tjockare, uppemot 2 µm.
- Jag skulle föreslå att man gör dem ytterligare litet tjockare, kanske 3 µm, för att ytterligare förbättra de elektriska egenskaperna.
Vill minska svinget
Vad gäller den hopplösa effektförbrukningen vid högre klockfrekvenser bygger den enligt Christer Svensson på en schablonberäkning med ett sving på 5 volt. Kretsarna går redan nu mot en lägre matningsspänning än så, och Christer Svensson tänker sig att man kan gå ner till ett sving på 0,1 V för bussarna. Med dessa åtgärder anser han att effektförbrukningen kan ligga på 0,5 W på ett kort och 2,7 W på en krets, även med terabithastigheter.
Härnäst vill Christer Svensson verifiera experimentellt att man kan spara effekt på små spänningssving, men han tror helhjärtat på slutsatsen.
- För längre avstånd är fiber överlägset koppar, men på kort och kretsar ser jag ingen anledning alls till att använda optik.
För matematiken bakom Christer Svenssons beräkningar, se http://www.ek.isy.liu.se/~christer/InterconnectManuscript.pdf
Det finns de som anser sig ha bevisat att de elektriska bussarna har nått vägs ände och företag som amerikanska Primarion lägger i stället ner energi på att ta fram optiska bussar. Utvecklingen går från bussar mellan kort till bussar på kort direkt mellan kretsar, och kanske till och med på kretsar.
Christer Svensson på Linköpings universitet anser att det här är ett missförstånd. Enligt hans beräkningar borde det gå att komma upp i datahastigheter på minst 25 terabit per sekund på kretskort och 77 Tbit/s på själva kretsarna med elektriska ledningar, och utan andra fördröjningskällor än ljusets hastighet.
- Mitt budskap är: låt oss lära oss bygga elektriska höghastighetsbussar i stället för att lägga energin på att försöka hitta alternativ.
Inga omöjliga problem
Det argument som brukar föras fram för de elektriska bussarnas död är att effektförbrukningen blir för stor eftersom resistansen ökar ju smalare ledningarna blir samtidigt som ledningarnas kapacitans leder till allt större effektförluster ju högre arbetsfrekvensen blir.
Men bägge problemen går enligt Christer Svensson att lösa.
- Man kan ju utnyttja det övre ledarlagret på en integrerad krets till datatransport över långa avstånd.
Med långa avstånd menar han då tvärs över kretsen, det vill säga ett par centimeter. Avancerade kretsar i 0,1 mikrometersteknik har upp till sex, sju, åtta ledarlager och i de översta lagren är ledningsbanorna betydligt tjockare, uppemot 2 µm.
- Jag skulle föreslå att man gör dem ytterligare litet tjockare, kanske 3 µm, för att ytterligare förbättra de elektriska egenskaperna.
Vill minska svinget
Vad gäller den hopplösa effektförbrukningen vid högre klockfrekvenser bygger den enligt Christer Svensson på en schablonberäkning med ett sving på 5 volt. Kretsarna går redan nu mot en lägre matningsspänning än så, och Christer Svensson tänker sig att man kan gå ner till ett sving på 0,1 V för bussarna. Med dessa åtgärder anser han att effektförbrukningen kan ligga på 0,5 W på ett kort och 2,7 W på en krets, även med terabithastigheter.
Härnäst vill Christer Svensson verifiera experimentellt att man kan spara effekt på små spänningssving, men han tror helhjärtat på slutsatsen.
- För längre avstånd är fiber överlägset koppar, men på kort och kretsar ser jag ingen anledning alls till att använda optik.
För matematiken bakom Christer Svenssons beräkningar, se http://www.ek.isy.liu.se/~christer/InterconnectManuscript.pdf
Elias Nordling
