Intel lanza el Centro de investigación de fotónica integrado

Intel Labs inauguró recientemente el Centro de investigación Intel® para fotónica integrada para interconexiones de centros de datos. La misión del centro es acelerar la innovación tecnológica de entrada / salida (E / S) óptica en la integración y el escalado del rendimiento con un enfoque específico en la tecnología y los dispositivos fotónicos, los circuitos CMOS y la arquitectura de enlaces, y la integración de paquetes y el acoplamiento de fibra.

«En Intel Labs, creemos firmemente que ninguna organización puede convertir con éxito todas las innovaciones necesarias en una realidad de investigación. Al colaborar con algunas de las mentes científicas más importantes de los Estados Unidos, Intel está abriendo las puertas para el avance de la tecnología integrada fotónica para la próxima generación de interconexión informática. Esperamos trabajar en estrecha colaboración con estos investigadores para explorar cómo podemos superar las barreras de rendimiento inminentes «. James Jaussi, ingeniero principal senior y director del Laboratorio de Investigación PHY en Intel Labs.

Por qué es importante:  el movimiento cada vez mayor de datos de un servidor a otro está poniendo a prueba las capacidades de la infraestructura de red actual. La industria se está acercando rápidamente a los límites prácticos del rendimiento de E / S eléctricas. A medida que la demanda sigue aumentando, la escala del rendimiento de la potencia de E / S eléctrica no sigue el ritmo y pronto limitará la potencia disponible para las operaciones informáticas. Esta barrera de rendimiento se puede superar integrando silicio informático y E / S óptica, un enfoque clave del centro de investigación.

Intel ha demostrado recientemente un progreso en los bloques de construcción de tecnología crítica para la fotónica integrada. La generación de luz, la amplificación, la detección, la modulación, los circuitos de interfaz CMOS y la integración de paquetes son esenciales para lograr el rendimiento requerido para reemplazar la electricidad como la interfaz principal fuera del paquete de gran ancho de banda.

Además, la E / S óptica tiene el potencial de superar drásticamente a la eléctrica en las métricas clave de rendimiento de alcance, densidad de ancho de banda, consumo de energía y latencia. Se necesitan más innovaciones en varios frentes para ampliar el rendimiento óptico al tiempo que se reduce la potencia y el coste.

Acerca del Centro de investigación:  El Centro de investigación de Intel para fotónica integrada para interconexiones de centros de datos reúne a universidades e investigadores de renombre mundial para acelerar la innovación de la tecnología de E / S óptica en la integración y el escalado del rendimiento. La visión de la investigación es explorar una ruta de escalado de tecnología que satisfaga los requisitos de rendimiento de ancho de banda y eficiencia energética para la próxima década y más allá.

Intel afirma que comprende que el mundo académico está en el corazón de la innovación tecnológica y busca catalizar la innovación en la investigación en las principales instituciones académicas de todo el mundo. El anuncio de hoy refleja el compromiso continuo de Intel de colaborar con el mundo académico en el desarrollo de tecnologías nuevas y avanzadas que mejoran y promueven la informática tal como la conocemos.

Los investigadores que participan en el Centro de Investigación incluyen:

John Bowers , Universidad de California,

Proyecto de Santa Bárbara : Láseres de puntos cuánticos integrados heterogéneamente en silicio.

Descripción:  El equipo de UCSB investigará problemas con la integración de láseres de puntos cuánticos de arseniuro de indio (InAs) con fotónica de silicio convencional. El objetivo de este proyecto es caracterizar el rendimiento esperado y los parámetros de diseño de fuentes de una sola frecuencia y de múltiples longitudes de onda.

Pavan Kumar Hanumolu , Universidad de Illinois,

Proyecto Urbana-Champaign : Transceptores ópticos de baja potencia habilitados por señalización dúo-binaria y recuperación de reloj de velocidad en baudios.

Descripción: Este proyecto desarrollará receptores ópticos de ultra baja potencia y alta sensibilidad utilizando novedosos amplificadores de impedancia trans y arquitecturas de recuperación de datos y reloj de velocidad en baudios. Los prototipos de transceptores ópticos se implementarán en un proceso CMOS de 22 nm para demostrar una tolerancia a la fluctuación muy alta y una excelente eficiencia energética.

Arka Majumdar , Universidad de Washington

Proyecto: Red de conmutación óptica reconfigurable no volátil para comunicación de datos de gran ancho de banda.

Descripción: El equipo de la Universidad de Washington trabajará en interruptores fotónicos de silicio reconfigurables eléctricamente no volátiles y de baja pérdida utilizando materiales de cambio de fase de calcogenuro emergentes. A diferencia de los mecanismos sintonizables existentes, el interruptor desarrollado mantendrá su estado, permitiendo un consumo de energía estática cero.

Samuel Palermo , Texas A&M University

Proyecto: Transceptores ópticos Sub-150fJ / b para interconexiones de centros de datos.

Descripción: Este proyecto desarrollará circuitos transceptores ópticos energéticamente eficientes para un sistema de interconexión fotónica masivamente paralelo, de alta densidad y alta capacidad. El objetivo es mejorar la eficiencia energética mediante el empleo de escalado de frecuencia de voltaje dinámico en los transceptores, controladores de modo de voltaje de baja oscilación, receptores ópticos ultrasensibles con integración estrecha de fotodetectores y bucles de sintonización de dispositivos ópticos de baja potencia.

Alan Wang ,

Proyecto de la Universidad Estatal de Oregón : Moduladores de microrregulación de silicio de 0,5 V impulsados ​​por óxido conductor transparente de alta movilidad.

Descripción: Este proyecto busca desarrollar un modulador resonador microring de silicio (MRM) de bajo voltaje de conducción y alto ancho de banda a través de la integración heterogénea entre el condensador MOS de silicio con alta movilidad Ti: In 2 O 3  El dispositivo promete superar el cuello de botella de eficiencia energética del transmisor óptico y se puede empaquetar conjuntamente en futuros sistemas de E / S ópticas.

Ming Wu , Universidad de California, Berkeley

Proyecto: Empaquetado óptico a escala de obleas de fotónica de silicio.

Descripción: El equipo de UC Berkeley desarrollará lentes de guía de ondas integradas que tienen potencial para permitir el empaquetado óptico sin contacto de matrices de fibra con bajas pérdidas y altas tolerancias.

SJ Ben Yoo , Universidad de California,

Proyecto Davis : Transceptores fotónicos de silicio de alta capacidad, escalables y energéticamente eficientes.

Descripción: El equipo de UC Davis desarrollará circuitos integrados fotónicos de silicio atérmico y fotodetectores resonantes de alta eficiencia energética que escalarán a una capacidad de 40 Tb / s con una eficiencia energética de 150 fJ / b y una densidad de E / S de 16 Tb / s / mm. Para lograr esto, el equipo también desarrollará una nueva tecnología de empaquetado 3D para la integración vertical de circuitos integrados fotónicos y electrónicos con una densidad de almohadilla de interconexión de 10,000 por mm cuadrado.