Чтобы справиться с растущим спросом на потребление информации, в течение следующих лет центры обработки данных будут модернизировать свои сети. Прежде всего, это волоконно-оптические каналы, скорость которых должна расти, а потребление, в пересчёте на единицу переданных данных, снижаться.
Необходимого результата поможет добиться новая разработка Imec.
SiGe BiCMOS ЦАП (Imec)
Бельгийский исследовательский центр Imec совместно с Гентским университетом для демонстрации на конференции ISSCC2020 представили первый в своём роде высокоскоростной кремниевый аналоговый временной перемежитель (интерливер) сигнала, решение для временного уплотнения импульсов. Разработка обеспечивает скорость передачи сигналов в канале до 100 ГБод (200 Гбит/с) при потребляемой мощности всего 700 мВт с использованием модуляции PAM-4 (амплитудно-импульсная модуляция с 4-уровневым кодированием).
Будущие линии оптической связи должны быть недорогими, ёмкими и иметь низкое потребление энергии. Согласно современным представлениям, добиться высочайших скоростей можно только с помощью оптических трансиверов на полупроводниках на основе фосфида индия (InP).
К сожалению, техпроцессы с использованием этого соединения достаточно затратные и подвержены высокому уровню брака при массовом производстве. Хорошо освоенные промышленностью техпроцессы КМОП отлично масштабируются, но сильно ограничивают полосу пропускания. Например, ЦАП в рамках техпроцессов КМОП с трудом преодолевает 50-ГГц барьер.
Учёные из Imec и Университета Гента смогли достичь внушительной пропускной способности ЦАП (цифро-аналоговых преобразователей) с помощью кремний-германиевого БиКМОП техпроцесса (SiGe BiCMOS). Они создали 55-нм чип, который объединил выходы четырех ЦАП.
С помощью технологии чередования во времени четырех потоков по 25 Гбод получилось создать решение с общей ёмкостью канала 100 Гбод. Это эквивалентно одному ЦАП, работающему со скоростью 100 гига-выборок в секунду. Используя модуляцию PAM-4, скорость передачи сигнала достигает 200 Гбит/с. Потребление, как сказано выше, осталось сравнительно низким ― на уровне 700 мВт, хотя частота дискретизации выросла значительно.
Поскольку технология SiGe BiCMOS может быть реализована при большом объеме производства с допустимым уровнем брака, центры обработки данных могут получить новые оптические трансиверы с превосходными характеристиками уже в обозримом будущем.
Источник:
