Скачать за секунду: достижения кремниевой фотоники Олег Нечай
Скачать за секунду: достижения кремниевой фотоники
Олег Нечай
Опубликовано 29 июля 2010 года
Инженеры корпорации Intel создали прототип первой в мире гибридной оптической системы передачи данных на основе кремния с пропускной способностью до 50 Гбит в секунду.
Это значительное достижение в области кремниевой фотоники, напрямую связанное с перспективой создания гибридных компьютерных микросхем и целых систем с использованием оптических проводников. Кремниевая фотоника – это соединение оптических технологий с традиционными кремниевыми, широко используемыми для производства разнообразных микросхем. Ключевая особенность такой гибридной технологии заключается в преобразовании электрических сигналов в свет и обратно, то есть превращение электронов в фотоны и наоборот.
В настоящее время чипы и прочие компоненты вычислительной техники и другой электроники связаны друг с другом посредством металлических дорожек на печатных платах или просто с помощью проводов. При этом любой металл, включая медь, обладает некоторым сопротивлением, в результате чего с увеличением протяжённости проводника уровень сигнала падает. Из-за этих потерь конструкторы вынуждены располагать электронные элементы как можно ближе друг к другу. Кроме того, скорости обмена данными по медным проводам достигли физического предела – чрезвычайно сложно добиться передачи сигнала достаточной силы на сколь-нибудь значительные расстояния на скоростях в 10 Гбит/с и выше.
Созданная в лабораториях Intel экспериментальная оптическая система передачи данных на основе кремниевых лазеров позволит заменить традиционные проводники сверхтонкими и лёгкими оптическими волокнами, способными передавать огромные объёмы информации на большие расстояния без существенных потерь.
Прототип системы Silicon Photonics Link с пропускной способностью 50 Гбит/с включает в себя кремниевый передатчик и приёмник. Передатчик состоит из четырёх гибридных кремниевых лазеров и оптических модуляторов, преобразующих данные в световые лучи, способные транслировать данные на скорости до 12,5 Гбит/с каждый. Эти четыре луча соединяются в один при помощи мультиплексора и передаются по единому оптоволоконному кабелю.
Затем луч света поступает в приёмник, демультиплексор разделяет его на четыре канала, а фотодетекторы преобразуют световые потоки обратно в электрический сигнал. В процессе тестирования прототип работал в течение 27 часов без перерывов, при этом не было зафиксировано ни единой ошибки, что свидетельствует о чрезвычайной надёжности конструкции.
По словам технического директора Intel Джастина Раттнера, кремниевая фотоника найдёт применение в самых различных сферах компьютерной индустрии. Пропускная способность кремниево-оптических сетей позволит передавать трёхмерный видеосигнал на экран величиной во во всю стену с таким высоким разрешением, что будет создаваться полное впечатление присутствия в комнате актёров из фильма или собеседников по телеконференции. Компоненты информационного центра или суперкомпьютера будущего могут быть распределены по целому зданию или даже по нескольким зданиям, а связь между ними будет осуществляться на таких высоких скоростях, какие недоступны сегодня при использовании медных кабелей. Дата-центры, основанные на технологиях кремниевой фотоники, как то хранилища поисковых систем или мощности провайдеров облачных вычислений, будут заметно производительнее современных при существенном снижении затрат на аренду площадей и электроэнергию.
Раттнер назвал созданную в Intel систему со скоростью передачи данных до 50 Гбит/с подобием «прототипа двигателя», который позволяет обкатывать новые идеи и совершенствовать технологии передачи данных по оптическим каналам при помощь гибридных лазеров, изготовленных из дешёвого и простого в производстве материала – кремния. И хотя лазеры уже используются для передачи информации, современные технологии пока слишком дороги и сложны чтобы применяться в персональных компьютерах. К примеру, коммерчески доступна оптическая технология, обеспечивающая пропускную способность до 40 Гбит/с, но она обходится в несколько сотен долларов за порт. Цель Intel, по словам Раттнера, чтобы цена одного порта не превышала одного доллара.
Глава подразделения Intel Photonics Technology Lab, в котором и была разработан новая технология, Марио Паниччиа подчеркнул, что она имеет мало общего с анонсированной на IDF 2009 технологией Light Peak, которая представляет собой компонентную платформу из дискретных составляющих, и пиковая производительность которой не превышает 10 Гбит/с. В случае с Silicon Photonics Link речь идёт о системе с высоким уровнем интеграции: лазер здесь не является отдельным прибором, а составляет единое целое с микросхемой-передатчиком. Другое отличие состоит в принципиально иных скоростях – 50, 100, 200 гигабит в секунду. Но если компонентная технология Light Peak будет коммерчески доступна уже в 2011 году, то Silicon Photonics Link пока не вышла за пределы лабораторий.
http://www.youtube.com/watch?v=vz3DaACN_54
Скорость в 50 Гбит/с позволяет всего за секунду загрузить, например, полнометражный фильм высокого разрешения или более ста часов музыки. Но инженеры Intel уже работают над повышением пропускной способности системы путём масштабирования скорости работы модуляторов и увеличения числа лазеров, устанавливаемых в микросхеме. В перспективе планируется добиться скорости передачи данных до терабита в секунду – этого достаточно, чтобы, например, за одну секунду передать всё содержимое накопителей современного ноутбука. Загрузка трёхмерных фильмов высокого разрешения, многоканального звука и самых сложных видеоигр будет занимать какие-то мгновения – пользователь сможет получать к ним доступ практически сразу после нажатия кнопки.
В Intel рассчитывают, что новая технология передачи данных на основе кремниевой фотоники будет реализована в коммерческих продуктах – как в компьютерных, так и в мультимедийных развлекательных системах – уже к 2015 году.
К оглавлению
Более 800 000 книг и аудиокниг! 📚
Получи 2 месяца Литрес Подписки в подарок и наслаждайся неограниченным чтением
ПОЛУЧИТЬ ПОДАРОКЧитайте также
Четыре проверенных способа скачать видео с Instagram Олег Нечай
Четыре проверенных способа скачать видео с Instagram Олег Нечай Опубликовано 07 февраля 2014 Прошло чуть более полугода с тех пор, когда в июне 2013 года популярный онлайновый фотосервис Instagram стал предоставлять возможность размещения коротких
Золотой век ТВ ещё впереди Олег Нечай
Золотой век ТВ ещё впереди Олег Нечай Опубликовано 13 мая 2013 Вопреки распространённому мнению телевидение вовсе не умирает. И хотя социальные сети и новые технологические платформы буквально считают дни до его похорон, сегодня мы наблюдаем
Современные ЖК-мониторы Олег Нечай
Современные ЖК-мониторы Олег Нечай Опубликовано 05 августа 2011 года В течение последних десяти лет конструкция жидкокристаллических мониторов стремительно совершенствовалась, но ещё быстрее увеличивалась диагональ экрана: если в 2001 году
Четыре видеорегистратора Олег Нечай
Четыре видеорегистратора Олег Нечай Опубликовано 31 августа 2011 года Proline DVR-006 Один из самых популярных бюджетных видеорегистраторов, известный под самыми разными названиями, включая Proline DVR-006, или «Сова». Главная причина популярности —
Автомобильные видеорегистраторы Олег Нечай
Автомобильные видеорегистраторы Олег Нечай Опубликовано 31 августа 2011 года Не будем лукавить: чаще всего видеорегистраторы приобретаются с целью противостоять недобросовестным «продавцам полосатых палочек», пытающимся приписать водителям
CES 2012: ноутбуки и моноблоки Олег Нечай
CES 2012: ноутбуки и моноблоки Олег Нечай Опубликовано 16 января 2012 года Многие производители привезли на CES 2012 новые модели ультрабуков, однако далеко не в таком количестве, как можно было бы ожидать. Покупатели пока «не распробовали» этот новый класс
Отстающий стремительный Олег Нечай
Отстающий стремительный Олег Нечай Опубликовано 05 апреля 2011 года Новый стандарт высокоскоростной беспроводной связи 4G, получивший индекс IEEE 802.16m, должен прийти на смену нынешнему поколению WiMAX IEEE 802.16e. Однако есть обоснованные сомнения в том, что
Ультрабук ещё не тот Олег Нечай
Ультрабук ещё не тот Олег Нечай Опубликовано 25 ноября 2011 года Летом 2011 года вице-президент корпорации Intel Мули Иден представил на международной выставке Computex 2011 новый класс портативных компьютеров — ультрабук. По его словам, это самое значительное
Пять проигрывателей Blu-ray Олег Нечай
Пять проигрывателей Blu-ray Олег Нечай Опубликовано 09 декабря 2011 года Panasonic DMP-BD75 Бюджетный проигрыватель Blu-ray c возможностью воспроизведения медиафайлов с внешних USB-накопителей. Ориентировочная розничная цена — 4200 рублей. Доступный
Современные струйные МФУ Олег Нечай
Современные струйные МФУ Олег Нечай Опубликовано 24 февраля 2011 года За последние пять лет огромную популярность завоевали так называемые «многофункциональные устройства», или MФУ. Это аппараты, объединяющие в себе принтер, сканер и, реже, факс, и
Мыши для ноутбуков Олег Нечай
Мыши для ноутбуков Олег Нечай Опубликовано 08 ноября 2010 года Практически во всех портативных компьютерах есть встроенный манипулятор — сенсорная панель тачпад, или, как в ноутбуках ThinkPad, даже два — тачпад и трекпойнт. Однако если вы пользуетесь
Выбираем планшетный компьютер Олег Нечай
Выбираем планшетный компьютер Олег Нечай Опубликовано 07 декабря 2010 года В этой категории можно выделить три основных типа: планшетные компьютеры (Tablet PC), ультрамобильные компьютеры (UMPC), а также интернет-планшеты. Иногда к этой категории также
Аккумуляторные батареи: от и до Олег Нечай
Аккумуляторные батареи: от и до Олег Нечай Опубликовано 08 декабря 2010 года В современных ноутбуках и прочих портативных электронных устройствах применяются два типа аккумуляторных батарей: ионно-литиевые (чаще всего обозначаются как Li-ion) и
Компьютеры-моноблоки — от и до Олег Нечай
Компьютеры-моноблоки — от и до Олег Нечай Опубликовано 16 марта 2011 года Однако на самом деле эта идея чуть раньше пришла в голову инженерам компании Commodore, которая занимала львиную долю рынка домашних компьютеров задолго до появления IBM PC. Commodore PET
Li-Fi: вайфай на лампочках Олег Нечай
Li-Fi: вайфай на лампочках Олег Нечай Опубликовано 16 мая 2012 года На выставке бытовой электроники CES 2012, проходившей в январе 2012 года в американской столице развлечений Лас-Вегасе, японская Casio продемонстрировала необычный фокус: один смартфон
Память завтрашнего дня Олег Нечай
Память завтрашнего дня Олег Нечай Опубликовано 18 апреля 2012 года Компьютерные накопители на основе микросхем флэш-памяти, получившие название SSD (Solid State Drive, то есть «твёрдотельный привод»), появились на массовым рынке всего лишь в середине