Abonneer je gratis op Techzine!

Intel heeft een grote doorbraak gerealiseerd in zijn onderzoekscentrum, het is gelukt om elektronen te vervangen door lichtstralen, voor het verzenden van data binnen en tussen computers. Intel heeft ’s werelds eerste prototype gebouwd van een op silicum gebaseerde optische dataverbinding met geïntegreerde lasers.

Het is een hele mond vol maar wat Intel hiermee heeft bereikt is dat het de huidige koperverbinding in kabels en op moederborden en printplaten straks kan vervangen door lichtstralen. Koper heeft namelijk zijn limieten in afstand en snelheid. Met deze nieuwe techniek is het mogelijk om tot wel 50 gigabit aan data per seconde te verzenden.

Momenteel is het zo dat een processor, het geheugen en diverse andere componenten niet te ver bij elkaar vandaan mogen zitten omdat het anders ten kosten gaat van de prestaties. Daarom zijn computers momenteel al jaren op eenzelfde manier ontworpen en zit alles vrij dicht op elkaar, soms slechts maar enkele cm’s.

Met de doorbraak die Intel vandaag heeft geboekt kunnen deze koperverbindingen straks worden vervangen en kan een ontwerp van een computer er heel anders uit gaan zien. Straks zijn er geen koperverbindingen meer maar slechts dunne en lichte optische verbindingen, welke in staat zijn om veel meer data over veel grotere afstanden te transporteren. In theorie kan een computer, mainframe of een datacenter er straks compleet anders uit zien. Het zou zo maar eens kunnen dat een datacenter of server straks verspreidt staat door een heel gebouw, complex of een zelfs een heel terrein, terwijl ze toch in staat zijn om onderling met een zeer hoge snelheid te communiceren. Dit alles door het vervangen van koper door lichtstralen.

Doordat we nu gewend zijn aan de manier waarop computers in elkaar zitten vraag je je wellicht af waarom je zoiets zou willen, maar als je gaat kijken naar datacenter beheerders of partijen als Google en Microsoft met enorm veel servers met zoekrobots, zien hier meteen de voordelen van in. Ook bedrijven die doen aan cloud computingdiensten kunnen enorm veel baat hebben bij deze techniek. Ook voor de NASA en de wetenschap is dit goed nieuws, wetenschappers kunnen krachtigere supercomputers bouwen om ’s werelds meest complexe wetenschappelijke vraagstukken op te lossen.

Justin Rattner, de Intel chief technology officer en directeur van Intel Labs, demonstreerde de Silicon Photonics Link tijdens de Integrated Photonics Research conferentie in Monterey, Californië. De 50Gbps link is een ontwerp waarmee onderzoekers van Intel nieuwe ideeën kunnen testen. Het is onderdeel van Intels zoektocht naar technologieën om data te transporteren met behulp van laserlicht, via goedkope en gemakkelijk te fabriceren siliciumcomponenten.

"Deze doorbraak van ’s werelds eerste 50Gbps silicon photonics-koppeling met geïntegreerde hybride siliciumlasers is een belangrijke stap op weg naar het realiseren van onze visie om lichttechnologie toe te passen in silicium, om zo optische communicatie met een hoge bandbreedte en tegen lage kosten mogelijk te maken voor de pc’s en servers van de toekomst", zegt Rattner.

Het 50Gbps Silicon Photonics Link-prototype is het resultaat van jarenlang onderzoek op het gebied van silicon photonics, waarin diverse primeurs werden gerealiseerd. Het prototype bestaat uit een silicium zenderchip en een ontvangerchip, die bouwstenen bevatten die eerder zijn ontwikkeld door Intel. Dit zijn onder andere de eerste Hybrid Silicon Laser die in 2006 samen met de Universiteit van Californië is ontwikkeld, evenals snelle optische modulators en photodetectors die in 2007 zijn aangekondigd.

De zenderchip bevat vier van deze lasers, waarvan de lichtstralen naar een optische modulator worden gezonden die vervolgens de data converteert met een snelheid van 12,5Gbps. De vier laserstralen worden gecombineerd en uitgestuurd via een enkele optische fiber, voor een totale datasnelheid van 50Gbps. Aan het andere einde van de verbinding scheidt een ontvangerchip de vier optische stralen van elkaar en stuurt ze naar lichtdetectors, die de data weer terug converteren naar elektrische signalen. Beide chips zijn vervaardigd met behulp van goedkope fabricagetechnieken die nu al worden toegepast in de pc-industrie. Onderzoekers van Intel werken aan het opvoeren van de prestaties, door de snelheid van de modulator te verhogen en door het aantal lasers per chip te vergroten. Zo kunnen in de toekomst terabit/seconde optische links worden gerealiseerd – snel genoeg om de typische inhoud van een laptop in één seconde te kopiëren.

Dit onderzoek staat los van Intels Light Peak-technologie: een onderzoeksinspanning van Intel om al op korte termijn een 10Gbps optische verbinding naar Intel-platforms te realiseren. Het Silicon Photonics-onderzoek is gericht op het integreren van silicium met optische technologie om uiteindelijk tot komen tot terabit I/O snelheden. Deze technologie zou in de loop der tijd in tal van toepassingen kunnen worden gebruikt. Beide onderzoeksprojecten maken deel uit van Intels totale I/O-strategie.