相互接続ボトルネック

相互接続ボトルネックは、コンポーネント間の接続速度の制限とコンポーネントの内部速度の制限により、集積回路(IC)のパフォーマンスが制限されることを意味します。2006 年には、2010 年までに「差し迫った危機」になると予測されていました。 ^[1]

コンピュータ システムのパフォーマンスの向上は、主に IC の最小フィーチャ サイズの縮小によって達成されてきました。これにより、基本的な IC 構成要素であるトランジスタは、より高い周波数で動作し、1 秒あたりの計算処理能力が向上します。ただし、最小フィーチャ サイズの縮小により、マイクロプロセッサ上の配線がより密集することになり、寄生容量と信号伝播遅延が増加します。その結果、チップの部品間の通信による遅延が、計算遅延自体に匹敵するようになります。この現象は「相互接続ボトルネック」と呼ばれ、高性能コンピュータ システムで大きな問題になりつつあります。^[2]

この相互接続のボトルネックは、長い金属相互接続の代わりに光相互接続を利用することで解決できます。^[3]このようなハイブリッド光/電子相互接続は、より大きな設計でも優れたパフォーマンスを約束します。光学は長距離通信で広く使用されていますが、チップ間またはオンチップ相互接続ではまだ広く使用されていません。これは、コストの高い技術と完全に成熟した技術の欠如により、センチメートルまたはマイクロメートルの範囲ではまだ業界で製造可能ではないためです。光相互接続がコンピューターネットワークアプリケーションからチップレベルの相互接続に移行するにつれて、これらのリンクを効果的に使用するために、高い接続密度とアライメントの信頼性に対する新しい要件が重要になっています。光学技術と電子技術を統合するには、依然として多くの材料、製造、パッケージングの課題があります。

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