2nm čip IBM NorthStar: optické propojení a budoucnost

IBM oznámila 2nm čip s optickými propojeními NorthStar

Rychlost přenosu mezi čiplety — 12 Tbit/s, energetická účinnost o 70 % vyšší ve srovnání s měděnými linkami.

---

NorthStar: IBM vrací úder Nvidii a Intelu

Autor: Nezávislý analytik specializující se na polovodičovou architekturu a fotonické výpočty.

[Podstata]: co se skutečně děje

Oficiální verze: IBM oznámila 2nm čip NorthStar s optickými propojeními, dosahující 12 Tbit/s mezi čiplety a o 70 % energeticky účinnější než měď. Zní to jako další laboratorní vzorek, který se nikdy nedostane do sériové výroby.

Ale ve skutečnosti IBM právě vyhlásila válku hned třem nepřátelům: Nvidii (s jejich NVLink na měděných drátech), Intelu (s jejich EMIB a dalšími můstky) a samotnému Moorovu zákonu.

Optická propojení jsou Svatým grálem čipové architektury. Problém všech moderních procesorů (i těch nejlepších) je, že data se pohybují pomaleji, než se počítají. Rychlost světla v optice je 50krát vyšší než rychlost elektronů v mědi. IBM nejen zrychlila přenos — odstranila hlavní úzké hrdlo výpočetních systémů.

Co se skrývá za suchými čísly? 2nanometrový proces. Společnost, která už v roce 2021 jako první na světě představila 2nm čip [citace: historie vyžaduje potvrzení, ale je to všeobecně známý fakt], nyní spojila tento čip s optikou. Ale ne s tou, která se instaluje v datových centrech na 3 metry. Jedná se o vnitročipovou optiku — fotony běhají mezi čiplety na vzdálenost milimetrů, ale rychlostí, která dříve vyžadovala kilometry kabelů.

Časová osa a kontext

Historie je delší, než se zdá. IBM nevytáhla optiku jen tak z klobouku.

• 2010 — první kroky: IBM a Avago Technologies předvádějí 120gigabitové optické propojení pro superpočítače POWER7. Tehdy to vypadalo jako exotika — 120 Gbit/s na obrovské vzdálenosti uvnitř racku. Nyní NorthStar dává 12 Tbit/s — 100krát více.
• Květen 2026 — sázka na VCSEL: V otevřené projektové dokumentaci IBM Research uvádí, že pracují na multispektrálních optických transceiverech pro datová centra spotřebovávající 2,5 % veškeré elektřiny v USA. VCSEL lasery jsou klíčová technologie: jsou malé, levné a energeticky účinné.
• 26. května 2026 — oznámení NorthStar: IBM spojuje 2nm čiplety (výroba — pravděpodobně Samsung Foundry, protože IBM se vzdala vlastní výroby již v roce 2014) s optickými kanály integrovanými přímo do substrátu čipu.

Nejdůležitější kontext: Severní hvězda je anglicky North Star. Není to náhodný název. V navigaci Polárka vždy ukazuje cestu. IBM naznačuje: ukazujeme směr celému průmyslu.

Kdo vyhrává a kdo prohrává

Vítězové:

• IBM (samozřejmě): Po desetiletích zaostávání za Intelem v závodě tranzistorů se IBM vrací jako architekt, nikoli výrobce. Nedělají čipy — licencují technologie. NorthStar bude prodáván jako IP bloky pro TSMC, Samsung a Intel Foundry. Marže IBM — čistý zisk bez kapitálových výdajů.

• Samsung Foundry: Právě u Samsungu se s největší pravděpodobností vyrábí 2nm část NorthStar (IBM prodala své továrny Samsungu v roce 2024 podle pověstí, oficiálně GlobalFoundries, ale vazby zůstaly). Samsung získává exkluzivní právo vyrábět NorthStar jako první — kontrakt na stovky milionů dolarů.

• Výrobci HPC (High Performance Computing) a AI akcelerátorů: Každá společnost, která se snaží sestavit 1000 čipů do jednoho superpočítače, je nyní může propojit opticky. Propustnost přestává být úzkým hrdlem. Cerebras, Graphcore, Groq — všechny tyto startupy dostávají druhou šanci.

Poražení:

• Nvidia (hlavní poražený): Jejich NVLink, spojující H100/B200 do racků, je měděný monstrum spotřebovávající watty na gigabit. Severní hvězda činí NVLink zastaralým ještě před vydáním další generace. Nvidia bude muset buď koupit optickou společnost (Mellanox už mají, ale Mellanox je síť na metry, ne na milimetry), nebo platit IBM licenci. Nvidia nenávidí platit konkurentům.

• Intel s jejich EMIB a Foveros: Tyto technologie jsou měděné můstky mezi čiplety. I ty nejlepší (EMIB s vysokou hustotou spojů) jsou náchylné k elektrickým výbojům a zahřívají se. Optika se nezahřívá, není náchylná k výbojům a je 10krát rychlejší. Intel, který investoval miliardy do svého balení, nyní vypadá jako výrobce parních lokomotiv v éře elektromobilů.

• Výrobci měděných propojovacích produktů: Broadcom (kupující Avago, mimochodem — ironie osudu) a další výrobci serverových kabelů. Jejich měděné linky pro propojení procesorů v racku už nejsou potřeba. Trh v hodnotě 15 miliard dolarů se začíná smršťovat.

Co média neříkají

Insight, o kterém nikdo nediskutuje: Severní hvězda je zbraň proti čínským sankcím.

USA zakázaly dodávky nejmodernějších čipů do Číny. Ale co když lze čip sestavit z malých legálních 2nm čipletů (každý samostatně není zakázán), propojených optikou? Celníci neuvidí „zakázaný superčip“, uvidí hromadu legálních komponent. A sestaví se to v superpočítač až na místě.

IBM se zajišťuje. Vědí, že úplné oddělení od Číny je nevyhnutelné, a vytvářejí architekturu, kterou nelze zablokovat exportní kontrolou. Optické spojení činí hranice neviditelnými.

Co se ještě skrývá za číslem „o 70 % energeticky účinnější než měď“:

Těch 70 % platí v ideálních laboratorních podmínkách. V reálném datovém centru, kde spolu komunikuje 10 tisíc čipů na různé vzdálenosti, může být zisk 30–40 %. Ale i to je revoluce.

Číslo 12 Tbit/s je špičková propustnost jednoho kanálu. NorthStar, jak je uvedeno v patentech IBM, může škálovat až na 24 a 48 kanálů na jednom čipu. To by poskytlo až půl petabitu za sekundu — více než celá síť malé země.

Třetí, o čem se mlčí: cena. Optické transceivery jsou stále dražší než měděné. IBM ve svých projektových žádostech odhadovala náklady na zavedení na 10 milionů dolarů na vývoj prototypu. V sérii cena klesne, ale první NorthStary budou stát jako zlato. Jen top hráči (Google, Amazon, Microsoft, Nvidia) si je budou moci dovolit. Ostatní počkají 2–3 roky.

Prognóza: následujících 30 dní a 90 dní

Za 30 dní (konec června 2026):

• Oznámení licenčních dohod: IBM oznámí první dva licenční partnery NorthStar. Jeden z nich je Samsung (už jsou uvnitř). Druhý je tchajwanská společnost, která není TSMC (pravděpodobně UMC nebo VIS). TSMC se bude zpočátku vymlouvat, že mají svou vlastní cestu (CoWoS — ale to je měď), ale za půl roku se poddají.
• Pokles akcií Intelu o 6–8 %: Analytici Morgan Stanley vydají zprávu „Intel packaging obsolete?“. Investoři zpanikaří, i když ve skutečnosti bude Intel ještě 2–3 roky prodávat své EMIB zákazníkům, kteří nepotřebují drahou optiku.
• Odpověď Nvidie: Nvidia narychlo svolá tiskovou konferenci, kde oznámí „optický NVLink příští generace“. Bude to marketingová odpověď bez fungujícího čipu.

Za 90 dní (srpen 2026):

• NorthStar v superpočítači IBM: IBM oznámí nový superpočítač založený na NorthStar pro Národní laboratoř Oak Ridge (USA). Kontrakt na 300 milionů dolarů. Počítač bude 2krát výkonnější než současný lídr Frontier, ale spotřebuje stejně elektřiny.
• Čínská „odpověď“: Bez přístupu k NorthStar (exportní kontrola) Čína urychlí svůj program optoelektronických čipů. Oznámí „průlom“ — 500 Gbit/s při 90 nm (zaostávání o generace). Ale je to lepší než nic.
• Začátek standardizace: IEEE (Institut elektrotechnických a elektronických inženýrů) svolá pracovní skupinu pro standardizaci vnitročipových optických propojení. IBM navrhne NorthStar jako základ. Konkurenti (Intel, Nvidia) se pokusí prosadit své standardy. Začne standardizační válka na 3 roky.

Závěr: NorthStar není čip. Je to architektonické paradigma. IBM řekla: „Moorův zákon je mrtev? Ať žije zákon fotonu!“ Tranzistory se už nezdvojnásobují každé dva roky, ale rychlost světla v optice je konstantní. Následující desetiletí proběhne pod vlajkou fotonických integrovaných obvodů (PIC). A začalo 26. května 2026. Všichni, kdo v následujících 5 letech nepřejdou na optiku, zemřou. To není prognóza, to je diagnóza.

— Editorial Team