Światło nośnikiem danych w komputerze - Intel ma prototyp układu

W laboratoriach Intela powstał prototyp krzemowego połączenia optycznego ze zintegrowanymi laserami, mogącego przesyłać dane z szybkością 50 Gb/s.

Wbrew pozorom, nie chodzi o technologię Light Peak, chociaż jest ona, podobnie jak najnowsze osiągnięcie inżynierów Intela, "częścią ogólnej strategii firmy".

Light Peak jest opracowywana z myślą o szybkiej (10 Gb/s) komunikacji komputera z urządzeniami przenośnymi na odległość do 100 metrów. Tymczasem eksperymentalne urządzenie, jakie zaprezentował właśnie koncern, zapewnić ma jeszcze szybszy przepływ danych pomiędzy podzespołami jednego urządzenia.

We współcześnie produkowanych komputerach komponenty są połączone między sobą kablami miedzianymi bądź ścieżkami na płytce drukowanej. Ponieważ nośnikiem danych jest metal, a wykonana z niego ścieżka ma ograniczoną długość, dochodzi do degradacji sygnału. Sytuacja ta wymusza określone rozwiązania konstrukcyjne - podzespoły muszą być umieszczone jak najbliżej siebie.

Tu właśnie wkracza technologia Silicon Photonics Link. Połączenia fotoniczne, choć nie zastąpią ścieżek na płytkach drukowanych, mogą całkowicie wyeliminować miedziane złącza np. pomiędzy procesorem i pamięcią komputera.

Prototypowe krzemowe łącze fotoniczne składa się z krzemowego układu nadawczego i układu odbiorczego, w których zastosowano takie technologie Intela jak fotodetektory, szybkie modulatory optyczne i hybrydowy laser krzemowy.

"Układ nadawczy zawiera cztery takie lasery" - informuje Intel. "Ich wiązki świetlne wpadają do modulatora optycznego, który koduje dane z szybkością 12,5 Gb/s. Cztery wiązki są następnie łączone i wpuszczane do pojedynczego włókna krzemowego, co pozwala uzyskać łączną przepustowość rzędu 50 Gb/s. Po drugiej stronie łącza układ odbiorczy rozdziela cztery wiązki i kieruje je do fotodetektorów, które z powrotem przekształcają światło w sygnały elektryczne".

Koncern zapowiedział dalsze badania nad technologią, za cel stawiając sobie opracowanie połączeń optycznych o przepustowości do 1 terabita na sekundę (ma to ułatwić m.in. zastosowanie większej liczby laserów w układzie).

Zalety fotoniki krzemowej

Następny krok to wdrożenie technologii w urządzeniach produkowanych na skalę masową, np. komputerach osobistych, urządzeniach mobilnych i serwerach. Intel przekonuje, że krzemowe połączenia fotoniczne dosłownie wstrząsną rynkiem elektroniki, nie tylko użytkowej:

- ogromna przepustowość pozwoli na tworzenie wyświetlaczy 3D wielkości ściany, na użytek domowej rozrywki czy wideokonferencji

- rozdzielczość obrazu będzie tak wysoka, że aktorzy czy członkowie rodziny widoczni na ekranie będą sprawiali wrażenie obecnych w pomieszczeniu

- komponenty przyszłych centrów danych lub superkomputerów będą mogły być rozsiane po całym budynku, a nawet kampusie, i komunikować się nawzajem z dużą szybkością bez limitów

- użytkownicy centrów danych, tacy jak operatorzy wyszukiwarek, dostawcy usług cloud computing lub instytucje finansowe, będą mogli zwiększyć wydajność systemów oraz zaoszczędzić dużo miejsca i energii

- naukowcy zbudują potężniejsze superkomputery "w celu rozwiązania największych problemów współczesnego świata".

Wg Intela połączenia optyczne mogłyby zagościć w tych segmentach sprzętowych w ciągu pięciu lat, wydaje się jednak, że są to zbyt optymistyczne założenia.


Zobacz również