Was ist ein Photonenprozessor?

Photonenprozessoren sind eine praktische Anwendung auf dem aufstrebenden Gebiet der Photonik. Bei der Photonik wird Licht als Medium zum Übertragen von Informationen verwendet. Die Photonik arbeitet mit Frequenzen in der Größenordnung von Hunderten von Terahertz.

Intel hat begonnen, an All-Silizium-Lasern zu arbeiten, von denen man hofft, dass sie bald Licht (und nicht mehr elektrische Ströme) verwenden können, um Daten zu übertragen. Eine Reihe von Start-ups entwickelt verschiedene Technologien, um die Situation zu nutzen, sobald der Mainstream-Markt den Wandel vollzogen hat.

Luxtera, eines dieser Start-ups, hat die Produktion eines optischen Modulators geplant, mit dem Elektronen in Photonen für Photonenprozessoren umgewandelt werden sollen. Sie prognostizieren Prozessoren, die schnell Geschwindigkeiten von bis zu 10 GHz erreichen, das Zehnfache der Geschwindigkeiten, die Intel für seine neuesten optischen Modulatoren erörtert hat.

Luxtera hat begonnen, mit dem Mikroprozessorhersteller Freescale Semiconductor an seiner Technologie zu arbeiten, und Freescale hat bereits einige technische Muster herausgebracht. Diese Proben verwenden eine ähnliche Technologie wie der G4-Mikroprozessor (der 130-nm-SOI-Prozess). Mitglieder ihres Gremiums sind der Nobelpreisträger Arno Penzias und Eli Yablonovitch (der UCLA-Professor, der photoelektrische Kristalle entwickelte).

Da herkömmliche Formen von Prozessoren eine notwendige Begrenzung der Bandbreite erreichen, bieten Photonenprozessoren die Möglichkeit, diese Begrenzungen nicht nur aufzuheben, sondern tatsächlich zu überwinden. Gegenwärtig sind die Kosten recht hoch, aber da alle Hauptakteure der Branche stark in die Entwicklung der Photonenverarbeitung investiert haben, werden die Preise mit Beginn der Produktion zweifellos recht schnell sinken.

Zunächst ist es wahrscheinlich, dass Photonenprozessoren nur in High-End-Supercomputern verwendet werden, um praktisch unzerbrechliche Kryptografie zu erzeugen, und dass prozessorintensives Rendern für Filme und Spielsequenzen mit großem Budget möglich ist. Schnell sollte diese Technologie jedoch auf das Verbraucherniveau sinken, und wir können hoffen, dass 10-GHz-Prozessoren bis 2010-2015 zu erschwinglichen Kosten angeboten werden. Anwendungen sind für solche Technologie praktisch unbegrenzt.