Znajdź zawartość

Intel poinformował o dokonaniu niezwykle ważnego kroku na drodze do zastąpienia podzespołów elektronicznych układami fotonicznymi. Koncern pokazał prototyp pierwszego w historii bazującego na krzemie łącza optycznego ze zintegrowanym laserem. Już w tej chwili jest ono w stanie przesyłać dane na duże odległości z prędkością 50 gigabitów na sekundę. Obecnie do przesyłania danych w urządzeniach elektronicznych wykorzystywana jest miedź. Sygnał elektryczny ulega w niej degradacji, dlatego też podzespoły muszą być umieszczone blisko siebie. Tylko dzięki temu jesteśmy w stanie osiągnąć odpowiednią jakość sygnału i duże prędkości jego przepływu. Wykorzystanie wynalazku Intela oznacza, że dane można będzie przesyłać szybciej i na większe odległości. To z kolei wpłynie w przyszłości na sposób projektowania komputerów i całkowicie zmieni architekturę centrów bazodanowych. Dzięki krzemowej fotonice poszczególne elementy superkomputerów czy części bazy danych nie będą musiały znajdować się blisko siebie. Będzie można rozsiać je wygodnie po całym budynku lub nawet zespole budynków. Z kolei w domu, za pomocą cienkiego kabla optycznego będziemy mogli połączyć odtwarzacz wideo z olbrzymim ekranem znajdującym się w innym pomieszczeniu i mieć pewność, że uzyskany obraz będzie niezwykle wysokiej jakości. Zastąpienie łączy miedzianych optycznymi umożliwi zbudowanie jeszcze potężniejszych superkomputerów niż obecnie. Justin Rattner, prezes ds. technologicznych Intela, powiedział, że 50-gigabitowe optyczne łącze posłuży inżynierom koncernu do testowania i rozwijania nowych pomysłów. Celem firmy jest opracowanie technologii, która pozwoli na tanie przesyłanie olbrzymich ilości danych za pomocą szybkich łączy bez konieczności używania egzotycznych materiałów, takich jak np. arsenek galu. Najnowsze osiągnięcie Intela było możliwe dzięki wcześniejszym badaniom, podczas których wynaleziono m.in. pierwszy krzemowy laser czy wysoko wydajne optyczne modulatory i fotodetektory. O osiągnięciach tych informowaliśmy w przeszłości. Teraz Intel wykorzystał cztery lasery, w których świetle dane są kodowane z prędkością 12,5 Gb/s. Promienie są następnie łączone, dzięki czemu uzyskujemy przepływ danych rzędu 50 gigabitów na sekundę. Na drugim końcu łącza znajduje się układ, który ponownie rozdziela promienie i kieruje je do czterech fotodetektorów, zamieniających dane w sygnały elektryczne. Całość została wykonana przy użyciu technik i materiałów używanych obecnie w przemyśle półprzewodnikowym. Opisanej powyżej technologii nie zobaczymy jednak w najbliższym czasie w naszych komputerach. Intel chce ją skomercjalizować dopiero wówczas, gdy uda się osiągnąć transfer danych rzędu 1 Tb/s. Inżynierowie koncernu pracują zatem nad umieszczeniem w układzie większej liczby laserów oraz nad zwiększeniem prędkości pracy modulatora. Jednak co nieco z prac Intela trafi w nasze ręce w nieodległym czasie. Firma pracuje bowiem jednocześnie nad technologią Light Peak, której celem jest opracowanie technologii optycznej, która będzie w stanie przesyłać na firmowej platformie dane z prędkością 10 Gb/s bez względu na rodzaj wykorzystanego protokołu.

Inżynierowie Intela stworzyli najbardziej wydajny układ scalony przeznaczony do zastosowań telekomunikacyjnych. Kość jest w stanie kodować w świetle dane z prędkością 200 gigabitów na sekundę. Co ciekawe, układ wykonano z krzemu. Obecnie najbardziej wydajne układy tego typu pracują z prędkością 100 gigabitów na sekundę i nie korzystają z krzemu. Mają jednak tę wadę, że nie można ich wydajności zwiększać tak tanim kosztem, jak w przypadku układów krzemowych. Z drugiej jednak strony trzeba pamiętać, że przyszłością fotoniki wydają się takie materiały jak arsenek galu czy fosforek indu. Materiały te mają lepsze właściwości optyczne, a zatem bardziej nadają się do pracy z wykorzystywanym w telekomunikacji światłem. Nowa kość Intela rozbija strumień światła na osiem osobnych kanałów. Każdy z nich działa jak modulator, a więc koduje dane w świetle. Po ich zakodowaniu ponownie tworzony jest pojedynczy strumień. Mario Paniccia, dyrektor intelowskiego laboratorium zajmującego się krzemem i fotoniką, poinformował, że podczas testów każdy modulator pracował z niemal identyczną prędkością, która wynosiła 25 Gb/s. Dodał przy tym, że kanały testowano osobno, ale wkrótce zostaną opublikowane wyniki testów całości. Jednocześnie pracujące kanały mogą nawzajem się zakłócać, powodując spadek wydajności całego układu, jednak już wstępne wyniki pokazują, że, dzięki odpowiedniej architekturze, zakłócenia będą minimalne. Prowadzone przez Paniccię laboratorium to jeden z najważniejszych ośrodków pracujących nad krzemową fotoniką. Przed czterema laty powstał tam pierwszy krzemowy modulator działający z prędkością 1 Gb/s. Rok później stworzono krzemowy laser, a w 2006 roku - laser łączący fosforek indu z krzemem, co dowiodło, że lasery do zastosowań telekomunikacyjnych można budować z krzemu. Przed rokiem zaś informowaliśmy, że Paniccia i jego zespół stworzyli modulator, którego prędkość wynosiła 40 gigabitów na sekundę.

Intel informuje o przełomowych badaniach na polu krzemowej fotoniki. W laboratoriach firmy powstał laserowy modulator, który koduje optyczne dane z prędkością 40 gigabitów na sekundę. Inżynierowie Intela uważają, że w przyszłości do przesyłania danych pomiędzy podzespołami płyty głównej komputera można będzie wykorzystać światło. Łącza optyczne pozwoliłyby przede wszystkim na znacznie szybszy transfer informacji. Specjaliści Intela uważają, że w najbliższym czasie krzemowe modulatory laserowe mogą umożliwić przepływ danych z prędkością terabita na sekundę. Ponadto wykorzystanie łączy optycznych to niższy pobór prądu i mniejsze wydzielanie ciepła. Nad wykorzystaniem krzemu w fotonice pracuje wiele firm i ośrodków naukowych. Krzemowe podzespoły są tanie i łatwe w produkcji, nic więc dziwnego, że trwa wyścig pomiędzy chętnymi do zaistnieniu na rynku krzemowej fotoniki. Jednym z głównych podzespołów systemu jest modulator, używany do kodowania danych w strumieniu światła. Obecnie dostępne w handlu modulatory pracują z prędkością 10 gigabitów na sekundę i zbudowane są z dość egzotycznych, a więc drogich, materiałów, takich jak nioban litu. Intel postanowił zbudować modulator szybszy i tańszy. Główną trudnością był fakt, że krystaliczny krzem nie posiada odpowiednich właściwości, które pozwoliłby na wykorzystanie go w tej roli. Inżynierom udało się jednak zmienić indeks refrakcyjny krzemu i modulować w ten sposób światło w krysztale. To nie pierwsze przełomowe osiągnięcie tej firmy. W 2004 roku Intel wyprodukował pierwszy modulator, który pracował z częstotliwością gigaherca, był więc 50-krotnie szybszy niż inne krzemowe modulatory. Od tamtego czasu inżynierowie koncernu stworzyli 10-gigabitowe modulatory krzemowe. W styczniu 2007 roku Intel pokazał krzemowy modulator optyczny, który można było skalować do prędkości 10 Gb/s i pokazał, że za jego pomocą można przesłać dane z prędkością 30 Gb/s. Prezentując swoje najnowsze dzieło, naukowcy Intela stwierdzili: używając 40-gigabitowego modulatora krzemowego oraz hybrydowego krzemowego lasera, możemy w najbliższej przyszłości umieścić w pojedynczym układzie scalonym cały szereg urządzeń, które będą przekazywały dane z prędkością liczoną w terabitach na sekundę.