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Intel realiza la primera conexión fotónica de silicio de punta a punta con láseres integrados

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Intel generó un importante avance en la utilización de rayos de luz para sustituir el uso de electrones en el transporte de datos entre computadoras y alrededor de ellas. La compañía ha desarrollado un prototipo de investigación que representa la primera conexión de datos óptica del mundo basada en silicio con láseres integrados. El enlace puede mover datos a través de largas distancias y es muchas veces más rápido que la tecnología de cobre de hoy. Se pueden transmitir hasta 50 gigabytes de datos por segundo, lo equivalente a una película entera en HD.

Hoy, los componentes de las computadoras se conectan entre sí mediante cables de cobre o trazados en placas de circuitos. Debido a la interferencia electromagnética que se produce en consecuencia del uso de metales como el cobre para transmitir datos, estos trazados tienen una longitud máxima limitada. Esto condiciona a su vez el diseño de las computadoras y obliga a que los procesadores, la memoria y otros componentes se ubiquen a algunos centímetros uno del otro. El logro de hoy en el terreno de la investigación, es otro paso adelante hacia la sustitución de estas conexiones por fibras ópticas extremadamente finas y ligeras, que pueden transferir muchos más datos a través de distancias mayores, cambiando radicalmente la forma en la que se diseñarán las computadoras del futuro y el datacenter del mañana.

Las futuras supercomputadoras, por ejemplo, podrán ver cómo los componentes se esparcen por un edificio o incluso un campus entero, comunicándose entre sí a alta velocidad, en lugar de estar limitados por cables de cobre pesados, de capacidad y alcance limitados. Esto permitirá que usuarios de datacenters, empresas de motores de búsqueda, proveedores de cloud computing o datacenters financieros aumenten su rendimiento y capacidad, al tiempo que consiguen ahorros significativos de costos en espacio y energía. Además, ayudará a los científicos a construir supercomputadoras más poderosas para resolver los problemas más complejos del mundo.

Justin Rattner, CTO de Intel y director de Intel Labs, mostró el Silicon Photonics Link (Enlace Fotónico de Silicio) en la Integrated Photonics Research Conference, en Monterey, California. El enlace de 50 Gbps se asemeja a un “vehículo prototipo” que les permite a los investigadores de Intel poner a prueba nuevas ideas y continuar la búsqueda de la compañía por desarrollar tecnologías que transmitan datos mediante rayos de luz con un bajo costo y silicio fácil de fabricar, en lugar de cables de cobre. Si bien existen algunas aplicaciones, como las telecomunicaciones, que ya utilizan láseres para transmitir información, las tecnologías actuales son demasiado caras y se utilizan al por mayor, lo que impide su aplicación a PCs. “Este logro, el primer enlace fotónico de silicio a 50 Gbps con láseres de silicio híbridos integrados del mundo, marca un logro significativo en nuestra visión a largo plazo de la fotónica de “siliciación” y trae un elevado ancho de banda, así como comunicaciones ópticas de bajo costo a los futuros PCs y servidores”, dijo el Sr. Rattner.

El prototipo de 50 Gbps Silicon Photonics Link es el resultado de una agenda de investigación que incluye un programa específico de varios años sobre fotónica de silicio, con numerosas “primicias mundiales”. Se compone de un transmisor de silicio y un chip receptor; cada uno de ellos integra todos los componentes básicos necesarios de los anteriores avances de Intel, incluyendo el primer Hybrid Silicon Laser (láser de silicio híbrido) desarrollado conjuntamente con la Universidad de California en Santa Bárbara en 2006, así como moduladores ópticos de alta velocidad y fotodetectores, anunciados en 2007.

El chip transmisor se compone de cuatro láseres de ese tipo. Cada uno de esos haces de luz viaja en un modulador óptico que codifica los datos hacia ellos a 12,5 Gbps. Luego los cuatro haces se combinan y salen a una única fibra óptica, a una tasa de datos total de 50 Gbps. En el otro extremo del enlace, el chip receptor separa los cuatro haces ópticos y los dirige a los fotodetectores, que convierten los datos de nuevo en señales eléctricas. Ambos chips se montan utilizando técnicas de bajo costo de fabricación, familiares para la industria del PC.

Los investigadores de Intel ya están trabajando para aumentar la tasa de datos, al escalar la velocidad del modulador al tiempo que aumentan el número de láseres por chip, abriendo un camino hacia futuros enlaces ópticos de Terabit/s. Esas tasas serían lo suficientemente rápidas como para transferir una copia de todo el contenido de un laptop típico en apenas un segundo.

Esta investigación es independiente de la tecnología Light Peak de Intel, un esfuerzo por llevar una conexión óptica multiprotocolo de 10 Gbps a plataformas cliente de Intel para aplicaciones a un plazo más cercano. Silicon Photonics es un esfuerzo de investigación que tiene por objetivo usar la integración de silicio para llegar a anchos de banda de teraescala, que podrían usarse en diversas aplicaciones futuras a lo largo del tiempo. Ambos son componentes de la estrategia global de I/O (entrada/salida) de Intel.

Adolfo Manaure

Entusiasta seguidor de la tecnología y las innovaciones que cambian el mundo. Director Editorial y COO en The HAP Group.