Gå mot en Tera-Scale-dator

Forskare vid Intel har hittat ett sätt att öka hastigheten på en kiselmodulator så att den kan koda data på ljusstrålar med en hastighet av 40 gigabit per sekund, vilket överträffar företagets tidigare rekord med 10 gigabit. Som jämförelse har kommersiella modulatorer, som är gjorda av dyra, icke-kiselmaterial, först nyligen varit tillgängliga med 40 gigabit per sekund.

Modulatorer är avgörande komponenter i alla fiberoptiska nätverk som omvandlar informationsbitar till ljuspulser. Men dagens modulatorer är gjorda av dyra material som litiumniobat, och de kan inte lätt krympas ner och massproduceras. Mario Paniccia, den ledande forskaren i arbetet, tror att genom att tillverka modulatorer och andra fotoniska enheter, såsom lasrar och detektorer, av billigt kisel, kan han revolutionera telekom, såväl som insidan av din dator. Om fotoniska enheter är billiga, säger han, så skulle de kunna integreras i en PC; snabba ljusstrålar kan ersätta de koppartrådar som för närvarande används för att flytta runt bitar mellan bearbetningskärnor och till och från minnet.

Intel har varit igång den senaste tiden, och publicerat tidskriftsartiklar och konferensbidrag som beskriver sina kiselfotoniska enheter. 2004 presenterade Paniccias team en en-gigabit-per-sekund kiselmodulator, och 2005 förbättrade forskarna hastigheten till 10 gigabit. Samma år byggde de en anmärkningsvärt bra helkisellaser. 2006 tillkännagav laget en hybridlaser som kombinerar indiumfosfid med kisel, vilket gör att den kan bearbetas på samma sätt som andra kiselenheter. (Hybridlasern kommer med största sannolikhet att användas i kommunikations- och datortillämpningar, medan helkisellasern kommer att vara användbar för vissa typer av medicinsk bildbehandling.) Och i januari höjde forskarna sin modulator till 30 gigabit per sekund.

Med alla dessa enheter som snabbt förbättras i prestanda, säger Paniccia att det är dags att börja tänka på att integrera hybridlasrar och modulatorer på ett enda chip. Eftersom båda enheterna är baserade på kisel, kan de tillverkas billigt, med utnyttjande av befintliga tillverkningsanläggningar och tekniker. Idealiskt, inom fem år, säger Paniccia, kommer Intel att ha ett chip som är lika stort som en fingernagel som kan skicka en terabits data. Det skulle vara tillräckligt snabbt för att ladda ner filmer i DVD-storlek från Internet på några sekunder och återge komplex tredimensionell grafik på datorer i realtid.

Genom att bygga modulatorer och hybridlasrar i kisel hoppas Intel bygga ett enda chip som kan ta datahastigheter för terabit per sekund. Den här bilden visar en 40-gigabit per sekund kiselmodulator som hålls i mitten av ett fäste. Kredit: Intel

Dölj