Mokslininkai sukūrė duomenų perdavimo sistemą, kuri informaciją gali perduoti 10 kartų greičiau nei USB. Ji sujungia aukšto dažnio silicio mikroschemą su plonu, plauko storio polimeriniu kabeliu.
Mokslininkai sukūrė duomenų perdavimo sistemą, kuri informaciją gali perduoti 10 kartų greičiau nei USB. Ji sujungia aukšto dažnio silicio mikroschemą su plonu, plauko storio polimeriniu kabeliu.
Vieną dieną sistema galės padidinti energijos vartojimo efektyvumą duomenų centruose ir palengvinti daug elektronikos turinčių prietaisų apkrovas.
Asociatyvi „Pixabay“ nuotr.
Tyrimas buvo pristatytas vasario mėn. IEEE konferencijoje. Pagrindinis autorius yra Jack Holloway, rudenį įgyjęs daktaro laipsnį MIT Elektrotechnikos ir informatikos katedroje (EECS) ir šiuo metu dirbantis „Raytheon“. Bendraautoriai yra Ruonan Han, docentas ir Holloway disertacijos patarėjas EECS, ir Georgios Dogiamis, vyresnysis „Intel“ tyrėjas.
Akivaizdu, kad reikia keistis duomenimis, ypač nuotolinio darbo laikais. „Informacijos dalinimosi būdų yra ne vienas – debesų kompiuterija, internetas, didieji duomenys. Ir tai vyksta per įprastą varinę vielą, – sako Holloway. – Tačiau variniai laidai, kaip ir USB arba HDMI kabeliai, reikalauja daug energijos – ypač kai reikia spręsti dideles duomenų apkrovas. Yra esminis kompromisas tarp sunaudotos energijos kiekio ir pasikeistos informacijos greičio“.
Nepaisant didėjančio greito duomenų perdavimo (viršijančio 100 gigabitų per sekundę) per ilgesnius nei metro laidus, Holloway teigia, kad tipinis sprendimas yra „vis didesnių gabaritų ir brangesni“ variniai kabeliai.
Viena iš varinės vielos alternatyvų yra šviesolaidinis kabelis, nors tai turi savų problemų. Vario laidai naudoja elektrinius signalus, o šviesolaidžiai – fotonus. Tai leidžia šviesolaidžiui perduoti duomenis greitai ir mažai išsklaidant energiją. Tačiau silicio mikroschemos paprastai neveikia su fotonais, todėl šviesolaidinių kabelių ir kompiuterių sujungimas tampa iššūkiu.
„Šiuo metu nėra galimybių efektyviai generuoti, sustiprinti ar aptikti fotonus silicyje, – sako Holloway. – Yra visokių brangių ir sudėtingų integracijos schemų, tačiau ekonomikos požiūriu tai nėra puikus sprendimas“. Taigi, tyrėjai sukūrė savo.
Naujas komandos duomenų perdavimo būdas remiasi tiek varinių, tiek šviesolaidinių laidų pranašumais, tuo pačiu pašalindamas jų trūkumus. „Tai puikus papildomo sprendimo pavyzdys“, – sako Dogiamis.
Jų kabelis yra pagamintas iš plastiko polimero, todėl jis yra lengvesnis ir potencialiai pigesnis nei tradiciniai variniai kabeliai. Bet kai polimero jungtis valdoma subteraherciniais elektromagnetiniais signalais, perduodant didelę duomenų apkrovą, ji yra daug efektyvesnė už varį. Naujo kabelio efektyvumas konkuruoja su šviesolaidiniu, tačiau turi pagrindinį pranašumą: „Jis tiesiogiai suderinamas su silicio mikroschemomis, be specialios gamybos“, – sako Holloway.
Komanda sukūrė tokias pigių mikroschemų poras su polimeriniu kabeliu. Paprastai silicio mikroschemos stengiasi veikti subteraherciniais dažniais. Vis dėlto naujosios mikroschemos generuoja tuos aukšto dažnio signalus, turinčius pakankamai energijos perduoti duomenis tiesiai į laidą. Šis švarus silicio mikroschemos jungimas su kabeliu reiškia, kad bendrą sistemą galima pagaminti taikant standartinius, ekonomiškus metodus, teigia mokslininkai.
Naujoji duomenų perdavimo sistema taip pat pralenkia varį pagal dydį. „Jis yra labai mažas, tarsi plaukas“. Nepaisant mažo dydžio, jis gali perkelti didžiulę duomenų apkrovą, nes jis siunčia signalus trimis skirtingais lygiagrečiais kanalais, atskirtais dažniu. Bendras kabelio pralaidumas yra 105 gigabitai per sekundę. Dogiamis sako, kad kabelis gali „spręsti pralaidumo problemas, kai matome, kad duomenų vis daugėja ir daugėja“.
Būsimame darbe Han tikisi padaryti polimerinius kabelius dar greitesnius, sujungdamas juos. „Tada duomenų perdavimo greitis bus iš diagramų, – sako jis. – Tai gali būti vienas terabitas per sekundę, ir visa tai už mažą kainą“.
Tyrėjų teigimu, tokie kabeliai galėtų tapti sprendimu dideliuose duomenų serveriuose, kosmoso ir automobilių pramonėje. Vieną dieną tokie kabeliai gali pakeisti buitinius elektroninius kabelius namuose ir biuruose dėl paprastumo ir greičio.
Šiuos tyrimus iš dalies finansavo „Intel“, „Raytheon“, Jūrų tyrimų laboratorija ir Karinių jūrų pajėgų tyrimų biuras.
