Материалы по тегу: оптический

10.07.2018 [16:48], Геннадий Детинич

Imec показал гибридный чип с FinFET-драйвером и кремниевой фотоникой

Как справедливо подметили в бельгийском исследовательском центре Imec, требования к пропускной способности между узлами в ЦОД растут экспоненциально. При этом необходимо если не снижать потребление интерфейсов, то хотя бы сдерживать его рост. Выходом из этого противоречия может стать так называемая кремниевая фотоника, когда на одном чипе с контроллером или процессором располагаются приёмопередающие модули оптической связи. Желательно также, чтобы всё выполнялось в одном техпроцессе, а также, чтобы этот техпроцесс был привычным и уже обкатанным на производстве.

Совместить все требования в одной разработке взялись специалисты всё того же центра Imec. Так, на днях на форуме Imec Technology Forum USA в Сан-Франциско был продемонстрирован гибридный чип, сочетающий CMOS-процесс с использованием FinFET-транзисторов и элементы оптических приёмопередатчиков с германиевыми фотодиодами. Опытное решение, выпущенное на «классическом» 300-мм производственном оборудовании Imec, продемонстрировало рекордные значения по минимальному потреблению при передаче данных по оптическому каналу на уровне 40 Гбит/с. В процессе передачи динамическое потребление чипа составило 230 фемтоджоулей/бит (фмДж/бит), а площадь интегральной схемы на кристалле составила всего 0,025 мм2. В перспективе, уверены в Imec, можно будет создавать сверхминиатюрные гибридные решения для передачи данных на скоростях в несколько Тбит/с на дальности от 1 до 500 и больше метров.

В представленной разработке дифференциальный драйвер с использованием FinFET спроектирован вместе с цепями и элементами кремниевой фотоники. В частности, с кольцевым модулятором передатчика 40 Гбит/с с оптической модуляцией NRZ (код без возвращения к нулю, максимально простое кодирование без синхронизации), динамическое потребление которого составило 154 фмДж/бит. Приёмник представлен схемой в виде трансимпедансного усилителя (trans-impedance amplifier, TIA) из элементов FinFET, согласованного с германиевым фотодиодом. Схема позволяет улавливать и определять оптический сигнал с последовательностью 40 Гбит/с с ожидаемой чувствительностью –10 дБм при потреблении 75 фмДж/бит.

Реализация гибридного чипа кремниевой фотоники Imec

Реализация гибридного чипа кремниевой фотоники Imec

В качестве эксперимента была продемонстрирована петля связи с использованием излучения 1330 нм по стандартному одномодовому волноводу с энергетическим запасом 2 дБ. В конечном итоге решение позволяет создать на кристалле гибридный модуль площадью 0,1 мм2 в конфигурации 4 × 40 Гбит/с со встроенной поддержкой температурной коррекции, что показывает возможность масштабировать решение до пропускной способности свыше 100 Гбит/с на одно волокно.

Постоянный URL: http://servernews.ru/972423
05.12.2017 [13:35], Геннадий Детинич

GlobalFoundries углубляется в кремниевую фотонику

Кремниевая фотоника — сквозная передача данных по оптическим каналам внутри процессора, между компонентами компьютера, между компьютерами и между ЦОД — обещает две вещи одновременно. Во-первых, увеличится пропускная способность при передаче данных. Во-вторых, это не только не потребует увеличения питания, но даже в разы снизит потребление интерфейсных цепей. Интеграции оптических цепей в состав процессоров и контроллеров благоприятствует то, что кремний прозрачный для инфракрасного излучения и сигнал в этом диапазоне прекрасно распространяется по оптическим волноводам внутри чипов.

Встроенный в вычислительную платформу оптический интерфейс в представлении Intel

Встроенный в вычислительную платформу оптический интерфейс в представлении Intel

Ведущие компании, включая Intel и IBM, вплотную подошли к интеграции оптических цепей в процессоры: полупроводниковых лазеров, оптических мультиплексоров и прочего. Компания Intel оказалась даже на пороге коммерциализации фирменных модулей MXC и соответствующей инфраструктуры ЦОД. Правда, в 2015 году проект был заморожен, и компания выдвинула на первый план сигнальный интерфейс Omni-Path, который может встраиваться в процессоры и ускорители Xeon Phi. Но будущее ЦОД всё равно за кремниевой фотоникой.

Оптический интерфейс X1 на базе разъёма в проекте The Machine компании HP

Оптический интерфейс X1 на базе разъёма Gen-Z в проекте The Machine компании HP

Компания GlobalFoundrie, как сообщается в свежем пресс-релизе этого контрактного производителя полупроводников, тоже верит в перспективу интегрированных оптических интерфейсов. На своих линиях GlobalFoundries готовится выпускать решения, которые будут нести оптические линии связи, встроенные в заказные БИС и многокристальные сборки. Интеграция и переход на внутричиповые оптические интерфейсы с возможностью выхода наружу для организации оптической передачи данных между системами позволит до 10 раз расширить пропускную способность и до 5 раз сократит потребление при передаче данных.

Интегрированная в процессор оптическая система компании Ayar Labs

Интегрированная в процессор оптическая система компании Ayar Labs

В основе кремниевой фотоники GlobalFoundries лежит разработка американских учёных, переданная в коммерческую эксплуатацию стартапу Ayar Labs. О компании Ayar Labs и её процессорах с оптическим интерфейсом мы рассказывали ровно два года назад. Компания GlobalFoundries будет адаптировать технологию производства гибридных интерфейсов Ayar Labs к своему 45-нм CMOS-техпроцессу. В свою очередь, Ayar Labs на правах лицензирования предоставит всем желающим клиентам GlobalFoundries блоки Design IP для создания продуктов с оптическими интерфейсами. Данная инициатива обещает привести к появлению интерфейсов с пропускной способностью до 10 Тбит/с.

Постоянный URL: http://servernews.ru/962441
23.03.2015 [19:31], Алексей Степин

Mellanox объявляет о коммерческой доступности 100-гигабитных кабелей LinkX

Компания Mellanox, один из лидеров в разработке и производстве сетевых решений Infiniband и Ethernet, объявила о коммерческой доступности новых активных оптических кабелей (AOC) под фирменным названием LinkX, способных работать на скорости 100 Гбит/с, а также медных кабелей прямого подключения (DAC) с той же скоростью передачи данных.

Новые кабели выполнены в форм-факторе QSFP28, что позволяет размещать в коммутаторе формата 1U до 36 портов. Это делает развертывание сетей класса 100 Гбит/с практически столь же простым, как и для сетей класса 10 Гбит/с. Активные кабели Mellanox нового поколения используют новейшие чипы, содержащие несколько линий со скоростью 25 Гбит/с и функции восстановления данных (CDR). В то же время, новые активные компоненты обладают высокой экономичностью — оптическая часть потребляет менее 3,5 ватт.

Все кабели семейства LinkX подвергаются тщательнейшему стресс-тестированию в нагруженной среде. Параметр Bit Error Rate (BER) должен соответствовать 10 в минус пятнадцатой степени, что в 1000 раз меньше продуктов многих других производителей. Меньшее количество ошибок означает меньше повторных попыток передачи данных, меньше задержек, а также более высокую общую производительность в целом.

Постоянный URL: http://servernews.ru/911421
12.03.2014 [16:47], Сергей Карасёв

Оптические линии связи Intel MXC: пропускная способность до 1,6 Тбит/с

Корпорация Intel рассказала о прогрессе в разработке новейшей системы оптической связи для серверов MXC, которая обеспечит очень высокие скорости передачи данных.

MXC базируется на принципах кремниевой фотоники (Silicon Photonics). Это перспективная развивающаяся технология, в которой обычный кремний используется для передачи и приёма оптической информации между компьютерами и другими электронными устройствами. Технология поможет удовлетворить потребности в пропускной способности будущих вычислительных приложений с высокой интенсивностью обработки данных (таких как системы удалённого медицинского обслуживания и реалистичные трёхмерные виртуальные миры).

В линиях связи MXC вместо электрических сигналов и медных кабелей используется свет и тонкие оптоволоконные соединения. Это позволяет повысить пропускную способность и увеличить максимальную длину соединений: в случае с MXC она достигает 300 метров.

Технология MXC позволяет объединять до 64 оптоволоконных соединений с пропускной способностью 25 Гбит/с. Таким образом, система обеспечит скорость передачи данных до 800 Гбит/с в прямом и обратном направлении, а суммарная пропускная способность достигнет 1,6 Тбит/с.

Коннекторы MXC будут компактнее и надёжнее современных благодаря меньшему количеству компонентов. По утверждениям Intel, они будут в 10 раз лучше защищены от пыли.

Детали для систем передачи данных MXC уже начала производить компания U.S. Conec. Поставками соответствующих кабелей займутся Corning, Tyco Electronics и Molex. Продажи MXC должны начаться в третьем квартале; данных о цене пока нет. 

Постоянный URL: http://servernews.ru/810188
Система Orphus