Per la prima volta, i ricercatori IBM hanno progettato e testato un nuovo chip fotonico che presto consentirà la produzione di ricetrasmettitori ottici da 100 Gb/s. I data center potranno così beneficiare di 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. “Così come la tecnologia della fibra ottica ha rivoluzionato il settore delle telecomunicazioni velocizzando il flusso dei dati e portando enormi vantaggi ai consumatori, 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, congestionate e dai costi elevati. Questo importante 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.
Il settore della tecnologia sta entrando in una nuova era dell’informatica, che richiede ai sistemi IT e ai servizi di cloud computing di elaborare e analizzare enormi volumi di dati in tempo reale. Questo richiede un rapido spostamento dei dati tra i diversi componenti del sistema, senza congestione. La fotonica del silicio 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 produzione utilizza i processi standard di produzione dei chip di silicio, rendendo questa tecnologia pronta per una immediata commercializzazione.
La tecnologia della fotonica del silicio sfrutta le proprietà uniche 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.