Presentati i dispositivi ibridi a basso costo ed elevata velocità: già oggi si raggiungono i 50 gigabit/s on chip, ma domani si raggiungerà il terabit/s. Con gli stessi processi del silicio.
Cosa si potrebbe fare con una trasmissione dati a 50Gb/s? Scaricare un film HD in meno di un secondo, ad esempio, oppure garantire qualità e servizio nel cloud computing. Certo servirebbe una tecnologia da affidabile e a basso costo. Finora non la avevamo, ma adesso è stata presentata dai laboratori di fotonica di Intel.
La multinazionale di origine californiana ha infatti presentato i suoi nuovi silicon laser, dispositivi ibridi che uniscono i vantaggi industriali della tecnologia dei PC alle possibilità fisiche della luce. A parlarcene è Mario Paniccia, residente negli States e già insignito del titolo di Ricercatore dell’anno.
Pulsazione laser, tecnologia di silicio
L’annuncio di Intel riguarda il primo data link con laser integrato in silicon photonics, che integra i blocchi funzionali precedentemente disponibili, inserendoli in un processo industriale sia nella produzione, sia nell’assemblaggio. La tecnologia non è per niente banale, in quanto sfrutta vari materiali (fosfuro d’indio, silicio, germanio su silicio), rendendo possibile la realizzazione di migliaia di laser operanti su frequenze diverse operando semplicemente sulla litografia del chip e con connettori semplici, economici ed affidabili.
Addio al rame
Il laser, che quest’anno spegne 50 candeline, era nato senza che si sapesse cosa farci. L’opposto dell’integrazione del silicio, nata un anno prima del laser (1959) ma con precisi connotati di produzione di massa. Oggi entrambe le scoperte hanno trovato infinite applicazioni, ma integrarle era molto difficile. “Negli ultimi due anni abbiamo integrato la fotonica ed ora la integriamo con il silicio”, dice Mario, presentando i due chip, trasmettitore e ricevitore; “le prestazioni dipendono al 100% dal silicio”.
“A brevi distanze, diciamo fino a 2 metri, oggi non ha senso rimpiazzare oggi il rame”, spiega il fisico. Ma tra qualche tempo tutto potrebbe cambiare e il rame potrebbe sparire anche dalle connessioni desktop: “questa distanza diventerà sempre più breve e prima o poi avremo solo wireless a breve distanza e fotonica per la banda larga”.
Le caratteristiche fisiche dei fotoni, diverse da quelle degli elettroni, ne permettono un impiego più preciso, ad esempio per generare luci laser, ma anche per elaborazioni di tipo ottico e quantistico. Governarli è un grande passo in avanti per la tecnologia.
L’approccio tecnologico
L’approccio tecnologico del silicio permette una doppia scalabilità della tecnologia, sia come numero di canali, sia come velocità degli stessi. Il percorso che oggi parte da 4 canali a 12,5 gigabit/s si espanderà fino a raggiungere 25 canali a 40G, per un totale di 1 terabit/s. Sono numeri impressionanti: 1 Loc, ovvero l’odierno contenuto dell’intera Libreria del Congresso degli Stati Uniti, potrebbe essere scaricato in soli 90 secondi.
Il risparmio economico è grande. “La nostra tecnologia porta la manifattura del silicio alle comunicazioni ottiche”, ha detto Paniccia, “mentre finora la fotonica era molto più costosa della tecnologia precedente”. Meno di un anno fa Intel aveva annunciato la famiglia Light Peak, 10 gigabit/s ottici per i portatili. “I nuovi annunci non impattano sulla famiglia Light Peak”, ha risposto Paniccia ad una precisa domanda, “ma aprono le porte a prodotti in qualsiasi fascia di utenza”.
Implicazioni pratiche
I limiti progettuali nei computer sono oggi imposti da problemi di deterioramento del segnale, che dunque obbligano a posizionare processori, memoria e altri componenti a pochi centimetri di distanza l’uno dall’altro.
L’annuncio di ieri rappresenta un importante passo avanti verso la sostituzione di questi collegamenti con fibre ottiche finissime e leggere, in grado di trasferire quantità molto superiori di dati su distanze molto maggiori, trasformando radicalmente il design dei computer del futuro e modificando il modo in cui saranno progettati i data center di domani.
Molteplici sono gli ambiti applicativi ipotizzabili, da display 3D per l’home entertainment e la video conferenza ad altissima risoluzione, a data center o supercomputer distribuiti all’interno di un edificio o di un campus in grado di comunicare tra loro ad alta velocità.
