Fujitsu разработала оптический передатчик для будущих экзафлопных компьютеров

Fujitsu Laboratories изготовила прототип оптического передатчика с интегрированными в одном чипе источником и модулятором света. Было продемонстрировано, что такой передатчик способен сохранять идентичность длин волн источника и модулятора без необходимости применения механизма термоконтроля, и позволяет пересылать сигналы со скоростью 10 Гб/с в температурном диапазоне от 27 до 60°C. Новая технология позволит интегрировать оптические компоненты непосредственно в центральный процессор открывая путь к созданию суперкомпьютеров экзафлопного класса (1018 операций с плавающей запятой в секунду), нуждающихся в оптическом интерфейсе для пересылки больших объемов данных.

Подробности этого достижения представлены в конце августа на 9-й международной конференции Group IV Photonics, состоявшейся в Сан-Диего (штат Калифорния).

Для того чтобы компенсировать сдвиг в частоте, вызванный нагревом (например, центрального процессора в компьютере с оптическими межсоединениями) исследователи применили в источнике света и в модуляторе один и тот же кольцевой резонатор для контроля длины волны. Более того, чтобы гарантировать отсутствие даже незначительного несовпадения длин волн, оптический модулятор оснащен множеством кольцевых резонаторов, увеличивающих рабочий диапазон частот. Использование этой структуры устраняет необходимость в механизме термоконтроля, и общее потребление передатчиком энергии снижается примерно вдвое, по сравнению с прежними методами.

Конструкция прототипа очень компактна: длина передатчика составляет всего 2 мм без полупроводникового оптического усилителя. Оптимизация структуры кремниевых оптических волноводов, по мнению участников проекта, позволит в дальнейшем уменьшить габариты таких устройств до 1 мм и менее.

Fujitsu Laboratories планирует использовать те же технологии кремниевой фотоники для совершенствования оптического приемника, чтобы впоследствии, объединить его с новым передатчиком получив компактный оптический трансивер. На основе этой работы, применяя технику волнового мультиплексирования и увеличивая плотность интеграции, компания планирует разрабатывать средства оптического межсоединения, поддерживающие обмен десятками терабит данных в секунду.