Nei giorni scorsi IBM ha annunciato di aver prodotto per la prima volta un chip fotonico in silicio pienamente integrato. Si tratta del prototipo di un ricetrasmettitore da utilizzare nei data center per ottenere trasmissioni fino a 100 Gb/s. L’obiettivo è di aumentare la velocità di trasferimento di grossi volumi di dati nelle applicazioni cloud e “Big Data”, quelle che richiedono uno scambio di informazioni molto elevato e richiedono tecnologie specifiche.
IBM sta lavorando a una tecnologia che ha chiamato CMOS Integrated Nano-Photonics Technology nel campo della fotonica, o nanofotonica, o nano-ottica, in silicio, da parecchi anni. Alla fine del 2012 l’azienda aveva annunciato di aver fatto un grosso passo in avanti riuscendo a produrre i primi semplici chip nanofotonici in silicio utilizzando un processo produttivo industriale. Questo passo era importante perché non si trattava più solo di un esperimento di laboratorio bensì di un test delle modifiche nella linea di produzione usata per i normali chip in silicio.
I chip fotonici utilizzano componenti ottici per inviare dati tramite impulsi luminosi. Ciò rende possibile il trasferimento di dati a velocità estremamente elevate tra i chip dei computer nei server, in grossi data center e supercomputer. I sistemi attuali hanno alcuni colli di bottiglia che ne limitano le prestazioni ma IBM ha ora creato un prototipo che integra diversi componenti ottici con circuiti elettrici su un singolo chip di silicio usando una tecnologia di semiconduttori inferiore ai 100 nanometri.
I chip fotonici in silicio di IBM utilizzano quattro frequenze luminose, che corrispondono a quattro colori, all’interno di una fibra ottica, al posto dei tradizionali cavi in rame, per trasmettere i dati in un sistema informatico. La velocità di trasmissione dei dati è tale che IBM dichiara di poter scaricare un film ad alta definizione in formato digitale in soli due secondi.
Oggi nei data center possono essere utilizzate tecnologie laser di tipo VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser), cioè a cavità verticale a emissione superficiale. La nuova tecnologia fotonica promette la trasmissione di dati a distanze più elevate superando i limiti di quelle tecnologie laser.
L’uso dei segnali ottici al posto di quelli elettrici non offre solo maggiori velocità di trasmissione ma anche una maggiore efficienza energetica. I grossi data center odierni richiedono notevoli quantità di energia per funzionare perciò ogni miglioramento in termini di consumo è benvenuto per i proprietari e per l’ambiente.
Questi nuovi chip fotonici in silicio sono ancora in fase sperimentale ma IBM ci sta investendo molti soldi e anche altri colossi del ramo come Intel stanno sviluppando questo tipo di soluzioni. È chiaro che per qualche anno questi chip verranno utilizzati solo in grossi sistemi ma la rivoluzione dei chip fotonici sembra iniziata.
