Entwickler-Legende John Carmack: Glasfaser als Alternative zu DRAM?

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Entwickler-Legende John Carmack: Glasfaser als Alternative zu DRAM?
Quelle: Deutsche Glasfaser / Michael Bader

Die aktuelle Speicherkrise hat Spieleentwickler-Veteran John Carmack dazu bewogen, über Glasfaser als Alternative zu DRAM zu sinnieren.

John Carmack hat beim Kurznachrichtendienst X Überlegungen zu einem langgestreckten Glasfaser-Loop als eine Art L2-Cache geäußert, womit das "Gewicht" von KI-Modellen für eine Latenzzeit von nahezu null und mit einer hohen Bandbreite gespeichert werden könnten, berichtet Tom's Hardware. Laut Carmack sei die Geschwindigkeit von Singlemode-Glasfasern über eine Entfernung von 200 Kilometern bereits mit einer Übertragungsrate von 256 Tb/s demonstriert worden, wobei sich zu jedem Zeitpunkt 32 GiB Daten im Glasfaserkabel selbst befinden würden.

Der nächste logische Schritt für Carmack ist demnach, den Glasfaser-Loop als Datencache zu verwenden, um KI-Beschleuniger ständig mit Daten zu versorgen. Die angestoßene Diskussion löste laut dem Bericht eine Vielzahl von Antworten aus. Mehrere Teilnehmer verwiesen darauf, dass das Konzept einem Verzögerungsleitungsspeicher aus der Mitte des letzten Jahrhunderts ähnelt, bei dem Quecksilber als Medium und Schallwellen als Daten verwendet wurden.

Glasfaserleitung als Zwischenspeicher

Der wichtigste praktische Vorteil der Verwendung einer Glasfaserleitung wäre demnach die Energieeinsparung, da der Betrieb neben den Kosten von DRAM-Speichern einen nicht unerheblichen Energieaufwand erfordert, während die Steuerung von Licht nur sehr wenig Energie benötigt und Licht außerdem vorhersehbarer ist. Carmack merkt an, dass "die Glasfaserübertragung möglicherweise eine bessere Wachstumsentwicklung als DRAM aufweisen wird", obgleich 200 km Glasfaserkabel auch nicht ganz günstig ausfallen dürften.

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Einige Kommentatoren wiesen auf weitere Einschränkungen hin, abgesehen davon, dass Carmacks Vorschlag einen hohen Glasfaserbedarf mit sich bringen würde. So könnten optische Verstärker und digitale Signalprozessoren (DSPs) die Energieeinsparungen zunichtemachen, und DRAM-Preise sollten ohnehin irgendwann sinken.

Carmacks spielte derweil laut dem Bericht auf den praktischeren Ansatz an, vorhandene Flash-Speicherchips zu verwenden und diese unter sorgfältiger Berücksichtigung des Timings direkt mit den Beschleunigern zu verbinden. Das würde eine von den Herstellern von Flash- und KI-Beschleunigern vereinbarte Standardschnittstelle erfordern, aber angesichts der riesigen Investitionen in KI scheint diese Aussicht keineswegs weit hergeholt, heißt es. Zudem seien bereits Variationen von Carmacks Idee von mehreren Wissenschaftlergruppen untersucht worden. Zu den Ansätzen gehören Behemoth aus dem Jahr 2021, FlashGNN und FlashNeuron aus dem Jahr 2021 und in jüngerer Zeit das Augmented Memory Grid.

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    • Kommentare (16)

      Zur Diskussion im Forum
      • Von PCGH_Torsten Kokü-Junkie (m/w)
        Zitat von Pu244
        Nachdem, was ich so von der ganzen Debatte mitbekommen habe, gibt es von den KI Entwicklern diesbezüglich keinen Widerspruch. Von denen hätte ich mir da eher erwartet, dass sie es diesbezüglich verrissen hätten. Es ist wohl wirklich so, dass diese Art von Daten in eine Kategorie fällt, in der 1-2ms Verzögerung kein Problem sind, die sich aber nicht für Flash eignen.

        Es scheint wohl wirklich eine gute Idee zu sein, wenn man die anderen Probleme nicht hätte.

        Korrigiere mich, wenn ich falsch liege, aber das scheint nicht das Problem zu sein.

        Soweit ich weiß ist diese Art von Speicher ausgestorben, als die Alternativen billiger geworden sind. Wenn diese bessere Lösung billiger wird, dann hat das meist schnelle Ende der bisherigen Lösung zur Folge. Ausnahmen sind da eher rar und hängen mit Gewohnheit zusammen. Die SECAM Spule war Geschichte, als der erste RAM Chip die Daten billiger speichern konnte.

        Mit den explodierenden RAM Preisen und sinkenden Preisen für Glasfasern könnte das jetzt wieder zurückkommen. Das Problem ist: sowie die RAM Preise wieder unter die der Glasfaserspule fallen, ist das ganze wieder Geschichte. Man könnte also einen Speicher entwickeln, der zu spät kommt und im Museum der Flops endet, neben sovielen anderen Dingen. Ich vermute mal, dass das auch ein Grund sein wird, weshalb sich viele Investoren zurückhalten werden.
        Software-Entwickler haben oft erstaunlich wenig Kenntnisse über die Funktionsweise von Hardware und KI-Entwickler werden sogar von Aktivitäten ihrer eigenen Software überrascht.^^
        Eine Bewertung des Vorschlags von einem Entwickler von KI-Beschleunigern habe ich noch nicht gelesen. Mag ich übersehen haben; mag sein dass die Gemeinde den Vorschlag in etwa so kommentarwürdig findet, wie der eine Nationaltrainer die Vorschläge von den Millionen anderen Nationaltrainern.

        Preislich liegt das Problem weniger bei der Faser, sondern bei der Sende und Empfangstechnik, die an Stelle von Cache in einem Chip sitzen soll, wenn ich Carmack richtig verstehe.
      • Von PCGH_Torsten Kokü-Junkie (m/w)
        Zitat von Pu244
        Nachdem, was ich so von der ganzen Debatte mitbekommen habe, gibt es von den KI Entwicklern diesbezüglich keinen Widerspruch. Von denen hätte ich mir da eher erwartet, dass sie es diesbezüglich verrissen hätten. Es ist wohl wirklich so, dass diese Art von Daten in eine Kategorie fällt, in der 1-2ms Verzögerung kein Problem sind, die sich aber nicht für Flash eignen.

        Es scheint wohl wirklich eine gute Idee zu sein, wenn man die anderen Probleme nicht hätte.

        Korrigiere mich, wenn ich falsch liege, aber das scheint nicht das Problem zu sein.

        Soweit ich weiß ist diese Art von Speicher ausgestorben, als die Alternativen billiger geworden sind. Wenn diese bessere Lösung billiger wird, dann hat das meist schnelle Ende der bisherigen Lösung zur Folge. Ausnahmen sind da eher rar und hängen mit Gewohnheit zusammen. Die SECAM Spule war Geschichte, als der erste RAM Chip die Daten billiger speichern konnte.

        Mit den explodierenden RAM Preisen und sinkenden Preisen für Glasfasern könnte das jetzt wieder zurückkommen. Das Problem ist: sowie die RAM Preise wieder unter die der Glasfaserspule fallen, ist das ganze wieder Geschichte. Man könnte also einen Speicher entwickeln, der zu spät kommt und im Museum der Flops endet, neben sovielen anderen Dingen. Ich vermute mal, dass das auch ein Grund sein wird, weshalb sich viele Investoren zurückhalten werden.
        Software-Entwickler haben oft erstaunlich wenig Kenntnisse über die Funktionsweise von Hardware und KI-Entwickler werden sogar von Aktivitäten ihrer eigenen Software überrascht.^^
        Eine Bewertung des Vorschlags von einem Entwickler von KI-Beschleunigern habe ich noch nicht gelesen. Mag ich übersehen haben; mag sein dass die Gemeinde den Vorschlag in etwa so kommentarwürdig findet, wie der eine Nationaltrainer die Vorschläge von den Millionen anderen Nationaltrainern.

        Preislich liegt das Problem weniger bei der Faser, sondern bei der Sende und Empfangstechnik, die an Stelle von Cache in einem Chip sitzen soll, wenn ich Carmack richtig verstehe.
      • Von BiTbUrGeR Software-Overclocker(in)
        Zitat von Periswoop
        Da hast du den Artikel falsch verstanden, es heißt nicht das die Glasfaserkabel auch 200km übers Land/Wasser verlegt sein müssen. Aber witzige Vorstellung ^^
        Ach die wollen diese auch noch extra wickeln und auf Trommel lassen. Ja das macht natürlich noch mehr Sinn. Wo Raum und Flächen ja so super preiswert sind. Und die Fasern selbst bestimmt auch

        Ps: 200 Meter um die 1000 Euro je nach Qualität. Na dann!

        Wenn man bedenkt was ein Flugzeugträger kostet der Ford Klasse ein schnapper!
        🤣
      • Von Pu244 Kokü-Junkie (m/w)
        Zitat von PCGH_Torsten
        Die KI braucht die Daten aber je nach Aufgabenstellung nicht immer die gleichen Daten und auch nicht in immer gleicher Reihenfolge. Wenn ein bestimmtes Element schon nach 0,9 ms statt nach 1,0 ms benötigt wird, muss das ganze System 0,1 ms warten, verliert also auf einen Schlag 10 Prozent seiner Rechenleistung. Noch schlimmer: Wird die Information erst nach 1,1 ms benötigt, ist aber bei der 1,0-ms-Marke gerade ungenutzt vorbeigeflutscht, dauert es weitere 0,9 ms, bis erneut auf diesen Bereich zugegriffen werden kann; die Recheneinheiten verbringen also sogar 45 Prozent ihrer Zeit mit warten. Und wenn man nicht bei jeder einzelnen Änderung am Programmcode (inklusive Treiber) die physische Glasfaserlänge (und, um die Kapazität konstant zu halten: die Datenrate) an die Ausführungseinheiten anpasst, wäre das sogar der Dauerzustand.
        Nachdem, was ich so von der ganzen Debatte mitbekommen habe, gibt es von den KI Entwicklern diesbezüglich keinen Widerspruch. Von denen hätte ich mir da eher erwartet, dass sie es diesbezüglich verrissen hätten. Es ist wohl wirklich so, dass diese Art von Daten in eine Kategorie fällt, in der 1-2ms Verzögerung kein Problem sind, die sich aber nicht für Flash eignen.

        Es scheint wohl wirklich eine gute Idee zu sein, wenn man die anderen Probleme nicht hätte.

        Korrigiere mich, wenn ich falsch liege, aber das scheint nicht das Problem zu sein.

        Zitat von PCGH_Torsten
        Es hat schon seinen Grund, dass Verzögerungsspeicher nach nur einer Generation durch RAM ersetzt und selbst in dieser ersten Generation nicht durchgängig eingesetzt wurden.
        Soweit ich weiß ist diese Art von Speicher ausgestorben, als die Alternativen billiger geworden sind. Wenn diese bessere Lösung billiger wird, dann hat das meist schnelle Ende der bisherigen Lösung zur Folge. Ausnahmen sind da eher rar und hängen mit Gewohnheit zusammen. Die SECAM Spule war Geschichte, als der erste RAM Chip die Daten billiger speichern konnte.

        Mit den explodierenden RAM Preisen und sinkenden Preisen für Glasfasern könnte das jetzt wieder zurückkommen. Das Problem ist: sowie die RAM Preise wieder unter die der Glasfaserspule fallen, ist das ganze wieder Geschichte. Man könnte also einen Speicher entwickeln, der zu spät kommt und im Museum der Flops endet, neben sovielen anderen Dingen. Ich vermute mal, dass das auch ein Grund sein wird, weshalb sich viele Investoren zurückhalten werden.
      • Von Periswoop Komplett-PC-Aufrüster(in)
        Zitat von BiTbUrGeR
        Ganz davon abgesehen das wir aktuell doch genau dort massiven Nachbesserungsbedarf haben, dem schützen von Infrastruktur. Stichwort Stromausfall Berlin neulich, Bahntrassen, und nicht zuletzt Nordstream 2!
        Da hast du den Artikel falsch verstanden, es heißt nicht das die Glasfaserkabel auch 200km übers Land/Wasser verlegt sein müssen. Aber witzige Vorstellung ^^
      • Von AdelskroneExport Komplett-PC-Aufrüster(in)
        Ich lade mir über die Glasfaser einfach mehr RAM kostenlos runter:
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