Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

IBM integruje układy fotoniczne z technologią CMOS

ghost666 14 Cze 2017 13:10 1887 1
  • IBM integruje układy fotoniczne z technologią CMOS
    W zeszłym tygodniu naukowcy z laboratoriów IBMa zaprezentowali nowy, optyczny interkonekt działający z prędkością 60 Gb/s. Jak twierdzi firma technologia ta ma zastąpić obecne interkonekty oparte na połączeniach elektrycznych, które działają z prędkością 56 Gb/s. O ile różnica prędkości nie jest znaczna, to systemy optyczne są istotnie tańsze.

    Na tegorocznym Sympozjum Układów i Technologii VLSI w Kyoto w Japonii naukowcy z laboratorium badawczego IBMa prezentowali niedrogi optyczny odbiornik o prędkości maksymalnej do 60 Gb/s. Dopasowany do tego systemu nadajnik ma być dostępny już za rok. Razem, oba te układy tworzą nowatorski optyczny transceiver wysokiej prędkości wykonany w niedrogiej technologii CMOS. To niska cena systemu ma być jego główną zaletą.

    "Opracowujemy pojedynczy optyczny odbiornik 60 Gbps pracujący w trybie bez powrotu do zera, który działać ma w systemie komunikacyjnym opartym na wielomodowych laserach VCSEL" tłumaczył Alessandro Cevrero, jeden z inżynierów odpowiedzialnych za projekt w firmie IBM.

    "Pobierana przez układ moc jest znacznie niższa niż u konkurencji. Odbiornik pobiera około 120 mW, a cały transceiver nie powinien pobrać więcej niż 300 mW. (...) Dodatkowo układy te, dzięki produkcji w technologii CMOS, będą bardzo małe, co umożliwia umiejscowienie ich w systemie blisko procesora czy przełącznika, a docelowo nawet w tej samej obudowie układu scalonego. Pozwoli to zapewnić ogromną przepustowość łącza do procesora na interkonekcie o długości nawet do 100 metrów. Interkonekty te obsługiwać mogą połączenia pomiędzy procesorami, między procesorem a pamięcią czy pomiędzy np. poszczególnymi maszynami w racku" opowiada Cevrero.



    Cevrero mówił, że dzięki implementacji tego systemu w procesie CMOS umożliwiło podwojenie prędkości transmisji, co efektywnie zmniejszyło o połowę koszty transmisji w przeliczeniu na Gbps. "Niektórzy ludzie od dawna uważali, że aby osiągnąć odpowiednią czułość optyczną przy prędkościach powyżej 32 Gb/s konieczne jest wykorzystanie do produkcjo układu procesu SiGe. (...) Nasza praca pokazała, że układy wykonane w technologii CMOS potrafią sobie radzić równie dobrze, osiągają taką samą czułość, a jednocześnie pobierają o wiele mniej prądu".





    Łącze optyczne 60 Gb/s zaprezentowane przez IBMa wykorzystuje dyskretny fotodetektor oparty o materiały III-V jako odbiornik oraz dyskretny laser na tych samych materiałach jako nadajnik. Oba te elementy razem tworzą scalony transceiver, który oprócz wymienionych elementów w pełni wykonany jest w procesie CMOS. Konkurencja IBMa, na przykład Intel, wykorzystuje krzemowe układy fotoniczne, wykonywane w dedykowanym procesie, do modulowania światła lasera na materiałach III-V do nadawania sygnału. Prędkość takiej transmisji wynosi 25 gigabitów na sekundę. Intel sprzedaje tego rodzaju transceivery w wersji czterokanałowej, oferującej łącznie 100 Gbps, aczkolwiek zużycie energii jak i cena tego systemu są o wiele wyższe niż obiecywana przez IBMa. Intel oczywiście także chciałby opracować podobne układy jak IBM i planuje realizację tego celu do roki 2020.

    Obecny prototyp odbiornika IBMa pracuje przy długości fali światła równej 850 nm - standardowej długości fali emitowanej przez wielomodowe lasery VCSEL wykorzystywane już w łączach optycznych. Dzięki temu integracja układu z istniejącymi technologiami nadajników nie będzie problematyczna. IBM spodziewa się móc zaprezentować gotowy, działający kompletny transceiver jeszcze w tym roku, lub na samym początku roku 2018. Pozostaje tylko jeszcze ustalenie ceny tego produktu, która - jak zapewniają przedstawiciele IBMa - ma być konkurencyjna.

    IBM integruje układy fotoniczne z technologią CMOS


    "Dotychczas łącza optyczne nie były tak popularne z uwagi na ich wyższy koszt, jednakże obecnie dotarliśmy do chwili w której kosztują one tyle samo co elektryczne" komentował Thomas Toifl, menedżer grupy interkonektów wysokiej prędkości z laboratorium badawczego IBMa w Zurychu. "Łącz a elektryczna wymagają jednak złożonej kompensacji, gdy chce się osiągać wysokie prędkości przesyłu, a to przekłada się na zwiększenie poboru prądu przez system. Dodatkowo ograniczony jest - do około dwóch metrów - zasięg. Łącza optyczne osiągają około 100 metrów" dodał Toifl.

    Przełomowe, fotonicze systemy w technologii CMOS, jakie opracował IBM wykazują się także rekordową czułością, równą -9 dBm. Idealnie nadają się do serwerowni itp systemów. Jak planuje IBM, technologie tą da się jeszcze poprawić, aby osiągać 70 Gbps i więcej - CMOSowa cześć już jest gotowa w laboratoriach IBMa, ale brakuje jeszcze elementów z materiałów III-V - laserów i fotodiod.

    Dodatkowo, IBM zademonstrował niedawno fotodetektory wykonane z warstwy grafenu na krzemie zdeponowanym na dielektrycznym substracie oraz lasery oparte na stopie krzemu i germanu. Mimo tego, jak mówi Toifl, najnowsza generacja transceiverów nie będzie wykorzystywała germanu w swojej strukturze.

    Źródło: http://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1331851&


    Fajne!
  • #2 14 Cze 2017 16:37
    lolek456
    Poziom 6  

    W pierwszym zdaniu jest prawdopodobnie błąd: "60 GB/s" z reszty artykułu wynika, że raczej powinno być 60 Gb/s