Noul sistem de transfer de date este de 10 ori mai rapid decât USB și folosește cabluri din polimer subțiri ca un fir de păr

Cercetătorii au dezvoltat un sistem de transfer de date care împerechează cipurile de siliciu de înaltă frecvență cu un cablu polimeric ca un fir subțire de păr. Credit: Amabilitatea cărturarilor, editat de MIT News

Avantajul poate îmbunătăți eficiența energetică în centrele de date și ușura sarcina vehiculelor bogate în electronică.

Cercetătorii au dezvoltat un sistem de transfer de date care poate transmite informații de 10 ori mai rapid decât un USB. Noua conexiune împerechează cipuri de siliciu de înaltă frecvență cu un cablu polimeric ca un fir subțire de păr. Sistemul ar putea, într-o zi, să crească eficiența energetică în centrele de date și să ușureze încărcătura navelor spațiale cu conținut electronic.

Cercetarea a fost prezentată la Conferința internațională a țărilor de stat IEEE. Autorul principal este Jack Holloway ’03, MNG ’04, care și-a finalizat doctoratul în cuDepartamentul de Inginerie Electrică și Informatică (EECS) în toamna anului trecut și lucrează în prezent pentru Raytheon. Printre coautori se numără Ruonan Han, profesor asociat și consilier doctor Holloway la EECS, și Georgios Dogiamis, cercetător principal la Intel.

Necesitatea unui schimb rapid de date este evidentă, mai ales într-o eră a muncii la distanță. „Există o explozie în cantitatea de informații care este partajată între cipurile de computer – cloud computing, Internet, big data. “Și multe dintre acestea se întâmplă prin sârmele de cupru convenționale.” Dar firele de cupru, ca cele găsite în cablurile USB sau HDMI, sunt înfometate – mai ales atunci când se ocupă de încărcări mari de date. “Există un schimb fundamental între cantitatea de energie arsă și gradul de informații schimbate.” În ciuda unei cereri tot mai mari pentru transmiterea rapidă a datelor (peste 100 de gigați pe secundă) prin canale mai lungi de un metru, Holloway spune că soluția tipică a fost cablurile de cupru „din ce în ce mai mari și costisitoare”.

O alternativă la firul de cupru este cablul cu fibră optică, deși acesta are problemele sale. În timp ce firele de cupru utilizează semnalizarea electrică, fibra optică folosește fotoni. Acest lucru permite fibrelor optice să transmită date rapid și cu o distribuție redusă a puterii. Dar cipurile de siliciu ale computerului nu se joacă bine în general cu fotonii, făcând interconectările dintre cablurile de fibră optică și calculatoare o provocare. „În prezent nu există nicio modalitate de a genera, amplifica sau detecta în mod eficient fotoni în siliciu”, spune Holloway. „Există tot felul de scheme de integrare scumpe și complexe, dar din punct de vedere economic, nu este o soluție excelentă”. Așadar, cercetătorii și-au dezvoltat propriile lor.

Noua conexiune a echipei se bazează pe beneficiile tuburilor de cupru și a fibrelor optice, respingând în același timp dezavantajele acestora. „Este un exemplu excelent de soluție complementară”, spune Dogiamis. Canalul lor este fabricat din polimer plastic, deci este mai ușor și potențial mai ieftin de produs decât cablurile tradiționale de cupru. Dar atunci când legătura polimerică este acționată cu semnale electromagnetice subterahertz, este mult mai eficientă decât cuprul în transmiterea unei încărcări mari de date. Eficiența noii legături rivalizează cu cea a fibrelor optice, dar are un avantaj cheie: „este compatibilă direct cu cipurile de siliciu, fără nicio ieșire specială”, spune Holloway.

Echipa a creat astfel de cipuri low-cost pentru a se asocia cu canalul polimeric. De obicei, cipurile de siliciu se luptă să funcționeze la frecvențe sub-terahertz. Cu toate acestea, noile cipuri ale echipei generează acele semnale de înaltă frecvență cu suficientă putere pentru a transmite date direct către canal. Această conexiune curată a cipurilor de siliciu la canal înseamnă că sistemul general poate fi produs prin metode standard, rentabile, spun cercetătorii.

Noua legătură poate cuprinde, de asemenea, dimensiunea. “Aria secțiunii transversale a cablului nostru este de 0,4 milimetri cu un sfert de milimetru”, spune Han. – Deci este foarte mic, ca un fir de păr. În ciuda dimensiunilor reduse, poate transporta o încărcătură mare de date, deoarece trimite semnale către trei canale paralele diferite, separate prin frecvență. Lățimea de bandă a conexiunii totale este de 105 gigați pe secundă, aproape cu un ordin de mărime mai rapid decât un cablu USB pe bază de cupru. Dogiamis spune că cablul ar putea „aborda provocările lățimii de bandă pe măsură ce ne uităm la această megatendință către mai multe și mai multe date”.

În următoarea lucrare, Han speră să facă canalele polimerice și mai rapide prin unirea lor. „Atunci rata de date va ieși din scheme”, spune el. “Ar putea fi un terabit pe secundă, dar cu un cost redus”.

Cercetătorii sugerează că aplicațiile „intensive în date”, cum ar fi fermele de servere, ar putea fi primii adoptatori de noi conexiuni, deoarece pot reduce dramatic cerințele ridicate de energie ale centrelor de date. Conexiunea poate fi, de asemenea, o soluție majoră pentru industria aerospațială și auto, care stabilesc un preț ridicat pentru echipamentele mici și ușoare. Și într-o zi, conectivitatea poate înlocui cablurile electronice de acasă și de birou ale consumatorului, datorită simplității și vitezei de conectare. „Mazărea este mult mai puțin costisitoare decât [copper or fiber optic] abordări, cu lățime de bandă semnificativ mai mare și pierderi mai mici decât soluțiile convenționale de cupru ”, spune Holloway. – Deci cinci cenți tot timpul.

Această cercetare a fost finanțată, în parte, de Intel, Raytheon, Laboratorul de cercetare marină și Biroul de cercetare marină.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Nanofibrele centrifugale multifuncționale pun un nou efect asupra măștilor COVID-19

Figura (A) Ilustrația schematică a procesului de producție a nanofibrelor polimerului centrifug polimer multispinning. (B) Nanofibrele polimerice sunt rotite de sistem. O...

Arheologii găsesc dovezi din monumentele de câini domestici din Peninsula Arabică Antică

Situat în regiunea tărâmurilor Alula, în nord-vestul Arabiei Saudite, acest cimitir este acum rar construit pe pământ pentru Arabia Neolitică-Calcolitică și este un ajutor...

Pe măsură ce straturile de gheață s-au topit, nivelul mării a crescut până la 18 metri

Se știe că creșterea nivelului mării datorită schimbărilor climatice este o amenințare majoră. Noile cercetări au arătat că evenimentele anterioare de pierdere a...

Oamenii de știință identifică genele umane care luptă împotriva infecției cu SARS-CoV-2

Vedere microscopică a coronavirusului. Credit: Yeti punctat Cercetările indică controlul genelor care stimulează interferonul SARS-CoV-2 Copie Oamenii de știință de la Sanford Burnham Prebis au...

Noua tehnică „Mașina timpului” dezvăluită pentru măsurarea celulei

Celulele dendritice (roșii / verzi co-colorate) într-un folicul limfoid (fragment de peyer) drenează intestinul (albastru). Credit: Wang Cao și Shengbo Zhang, WEHI Utilizând o...

Newsletter

Subscribe to stay updated.