Cверхбыстрая передача данных внутри компьютера

Инженеры Калифорнийского университета в Сан-Диего недавно разработали первый ультракомпактный маломощный компрессор импульсов на кремниевом чипе.

Этот миниатюрный генератор коротких импульсов удаляет препятствие на пути к оптической передаче данных внутри компьютера, в ЦОД, приложениях для воспроизведения изображений и т. п. Такие быстрые оптические каналы, которые будут агрегировать более медленные с помощью компрессии импульсов, будут иметь намного большую пропускную способность и генерировать меньше тепла, чем медные проводники, которые они заменят. Такие агрегирующие устройства являются крайне важными для оптических соединений внутри и между процессорами в будущих цифровых информационных системах.

«Наш компрессор импульсов изготавливается на чипе, так что мы можем легко интегрировать его с процессором компьютера, - сказал Дон Тэн (Dawn Tan), аспирант Департамента электротехники и проектирования компьютеров. – Следующее поколение компьютеров и сетей, скорее всего, перейдет на оптические соединения, и они должны быть совместимыми с КМОП. Вот почему мы создали наш компрессор импульсов на кремнии».

Компрессор импульсов обеспечит также экономически эффективный метод получения коротких импульсов для большого числа технологий цифрового формирования изображений, таких как спектроскопия с временным разрешением, которая может быть использована для изучения поведения лазеров и электронов, и оптическая когерентная томография.

Сжатые импульсы короче в семь раз исходных – это максимальное сжатие, продемонстрированное на чипе. Вплоть до недавнего времени такой высокий коэффициент сжатия был достижим только на больших оптических или оптоволоконных системах, которые не годились для оптической связи внутри компьютеров и других электронных устройств.

Комбинация высокого сжатия и миниатюрности стала возможной благодаря наноразмерному световоду, называемому интегральный дисперсионный элемент, разработанный и сконструированный в основном Доном Тэном.

Компрессор импульсов работает в два этапа. На первом спектр входящего лазерного луча расширяется. Например, если на входе был зеленый лазерный луч, то на выходе он будет красным, зеленым и синим. На втором этапе интегральный дисперсионный элемент преобразует свет таким образом, что лучи с разной длиной волны распространяются с одинаковой скоростью. Синхронизация скоростей и является механизмом сжатия импульсов.

Микрофотография дисперсионной решетки перед ее помещением на двуокись кремния. Эта решетка позволила инженерам генерировать короткие мощные световые импульсы

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365