Un chip fotonico che presto consentirà la produzione di ricetrasmettitori ottici da 100 Gb/s: non è più fantascienza ma realtà. Lo hanno progettato i ricercatori di IBM per fare in modo che i data center possano beneficiare della velocità di trasmissione dei dati e larghezza di banda superiori per le applicazioni di cloud computing e Big Data.
“Rendere la tecnologia della fotonica del silicio pronta per un utilizzo commerciale diffuso aiuterà l’industria dei semiconduttori a tenere il passo con la continua crescita della domanda di potenza di calcolo, generata dai Big data e dai servizi cloud – commenta Arvind Krishna, Senior Vice President e Director della Ricerca IBM -. La sostituzione dei segnali elettrici con impulsi di luce offrirà opportunità inimmaginabili. Questa tecnologia è progettata per rendere i sistemi informatici del futuro più veloci ed efficienti dal punto di vista energetico e consentirà di acquisire elementi di conoscenza dai Big data in tempo reale”.
La fotonica del silicio utilizza minuscoli componenti ottici per inviare impulsi luminosi per il trasferimento di grandi volumi di dati, a velocità molto elevate, tra i chip, server, grandi data center e supercomputer, superando i limiti posti delle interconnessioni tradizionali. Questo passo avanti consentirà l’integrazione di diversi componenti ottici a fianco dei circuiti elettrici su di un unico chip di silicio, utilizzando una tecnologia dei semiconduttori minore di 100 nm.
I chip basati sulla fotonica del silicio di IBM utilizzano quattro diversi colori di luce che viaggiano all’interno di una fibra ottica, anziché i tradizionali conduttori di rame, per trasmettere i dati in un sistema informatico e all’esterno. Si stima che, in appena un secondo, questo nuovo ricetrasmettitore sarà in grado di condividere digitalmente 63 milioni di tweet o sei milioni di immagini, o di scaricare un intero film digitale in alta definizione in soli due secondi. La fotonica del silicio inoltre riduce enormemente i colli di bottiglia dei dati all’interno dei sistemi e tra i componenti informatici, migliorando i tempi di risposta.
La nuova CMOS Integrated Nano-Photonics Technology di IBM fornirà una soluzione di fotonica del silicio efficace in termini di costi, grazie all’integrazione su un unico chip di silicio di tutti i componenti fondamentali ottici ed elettrici, e delle strutture che consentono il packaging della fibra.
La tecnologia della fotonica del silicio sfrutta le proprietà delle comunicazioni ottiche, che comprendono la possibilità di trasmettere dati ad alta velocità su distanze chilometriche e la capacità di sovrapporre più colori di luce (lunghezze d’onda) all’interno di un’unica fibra ottica, per moltiplicare il volume dei dati trasportati, mantenendo un basso consumo di alimentazione. La combinazione di queste caratteristiche permette il rapido movimento dei dati tra chip dei computer all’interno dei server, fra supercomputer e grandi data center.
La fotonica del silicio trasformerà i data center del futuro perché utilizzando tali interconnessioni, le componenti hardware possono comunicare tra loro a velocità elevate, in modo fluido ed efficiente, sia che si trovino a distanze di centimetri o chilometri. La possibilità di creare data center in modo disaggregato e flessibile contribuirà a ridurre il costo dello spazio e dell’energia, aumentando le prestazioni e le capacità di analisi delle imprese e delle istituzioni.
