Crean un chip que descifra señales láser de fibra óptica

Un grupo de investigadores liderado por Mario Paniccia, director del laboratorio de fotónica de Intel en Santa Clara, California ha desarrollado unos diminutos chips de silicio con el objetivo de codificar y descodificar señales láser a través de la fibra óptica, según se informó en un reciente comunicado.

La era de la informática podría dar un salto excepcional en los próximos años gracias a este nuevo dispositivo, que permitirá remplazar los cables de metal entre componentes por enlaces de fibra óptica, con un mecanismo que se cree será mucho más rápido y eficiente.

La fibra óptica presenta materiales mucho más económicos que los convencionales de cobre, de hecho son materiales ópticos más ligeros y finos, de modo que pueden ir muchos más cables en el espacio donde antes sólo iba un cable de cobre. Este conducto de fibra de vidrio tiende a transmitir impulsos luminosos normalmente emitidos por un láser o Led.

El uso de fibras en la era óptica produce amplias ventajas en las redes de telecomunicaciones. Entre otros beneficios, presenta una mayor seguridad en la transmisión de datos, una gran ligereza y flexibilidad y capacidad para detectar y localizar cortes, gracias a un proceso basado en la telemetría.

"Todas las comunicaciones a larga distancia se producen gracias al uso del láser, aunque nunca lo hemos usado dentro de los dispositivos", confiesa el Dr. Paniccia.

Chip fotónico de silicio

En la actualidad, el cableado de cobre se utiliza para transferir señales de datos a poco más de 10 gigabytes por segundo. Así, tanto la unidad central de procesamiento como la memoria de un servidor, no pueden estar separados; de esta manera la forma en que los ordenadores se deben construir se torna más difícil.

Los chips fotónicos de silicio ayudarían a remplazar las conexiones eléctricas entre los componentes de un ordenador, como sus procesadores y la memoria. "Los centros de datos hoy día son grandes montones de cobre, algo que impone una serie de límites a la hora de organizar los componentes dentro de un servidor", menciona Paniccia.

Cuando se utiliza un ordenador, los datos llegan a través de una conexión de fibra óptica; esa señal debe ser desplazada desde un dispositivo fotónico independiente a un circuito electrónico. Según los investigadores este nuevo método asegura acelerar el procedimiento, ya que todo funciona sobre silicio.

El equipo de Paniccia realizó una demostración del primer sistema de comunicaciones fotónicas elaborado con componentes completamente integrados en chips de silicio. Según la presentación, que tuvo lugar la semana pasada, los datos electrónicos que llegan al chip se convierten en luz láser que viajan por una fibra óptica y se convierten de nuevo en señales eléctricas unos pocos segundos más tarde.

Este sistema es capaz de transmitir datos a una velocidad de 50 gigabytes por segundo, lo suficientemente veloz como para transmitir una película de larga duración en menos de un segundo. "Tener un chip del tamaño de una uña y que pueda producir un terabit por segundo cambia la forma en que pensamos acerca del diseño", afirmó el líder del grupo.

Futuras aplicaciones

Los elementos del sistema Intel se fabrican con los mismos mecanismos de escultura de silicio utilizados para construir chips de ordenadores en grandes cantidades."Hemos desarrollado esta tecnología para que sea de bajo coste y podamos llevarla a todas partes, tanto al campo de la informática de alto rendimiento como a los centros de datos", informó el profesor Paniccia.

El desarrollo del chip de silicio podría facilitar el intercambio de nuevos componentes sin tener que abrir una máquina. Sobre estas bases también se podrían instalar los componentes centrales en los periféricos. A su vez, la memoria adicional podría, por ejemplo, ocultarse en un ordenador portátil para aumentar su rendimiento. "Si tan sólo pudiera mover la memoria a un pie de distancia de los procesadores, podría agregar una placa de memoria para una sola CPU", señala el Dr. Paniccia.

Keren Bergman, líder del grupo que investiga la fotónica de silicio en la Universidad de Columbia, afirma que los enlaces ópticos requieren menos energía para funcionar: "Con los cables eléctricos, cuanto más tiempo pase, más energía se gasta de forma exponencial". A su vez, añade que las mayores ganancias se han observado en aplicaciones como el procesamiento de imágenes de alto y ancho de banda y la transmisión de video.

Paralelamente, el profesor Ajay Joshi, asistente en la Universidad de Boston, sostiene: "Si aumentamos la velocidad del canal entre los procesadores lógicos y la memoria, tenemos que replantearnos la forma en que diseñamos la memoria (…). También sería bueno tener procesadores que funcionasen ópticamente en lugar de por vía electrónica", concluyó.