Nový systém přenosu dat 10krát rychlejší než USB և používá polymerový kabel jako tenký vlas

Vědci vyvinuli systém přenosu dat, který kombinuje vysokofrekvenční křemíkové čipy s polymerovým kabelem do tenkého pramene vlasů. Půjčka Díky vědcům, editoval MIT News

Pokroky mohou zlepšit energetickou účinnost datového centra և snížit zátěž strojů bohatých na elektroniku.

Vědci vyvinuli systém přenosu dat, který dokáže přenášet informace 10krát rychleji než USB. Nové spojení kombinuje vysokofrekvenční křemíkové čipy s polymerovým kabelem jako tenký pramen vlasů. Systém by mohl jednoho dne zvýšit energetickou účinnost v datových centrech և snížit zátěž elektronicky bohaté kosmické lodi.

Studie byla představena na únorové mezinárodní konferenci o pevném stavu IEEE. Hlavním autorem je Jack E. Holloway ’03, MNG ’04, který dokončil postgraduální studium S:Loni na podzim v současné době v Raytheonu pracovalo ministerstvo elektrotechniky (EECS). Spoluautoři zahrnují Rowana Hahna, docenta, doktorského konzultanta Holloway na EECS a George Dogiamis, hlavního výzkumného pracovníka společnosti Intel.

Potřeba ostré výměny dat je jasná, zejména v době vzdálené práce. „Dochází k explozi v množství informací distribuovaných mezi počítačovými čipy: cloud computing, internet, velká data. A s obyčejným měděným drátem se děje spousta věcí, “říká Holloway. Měděné vodiče, jako jsou kabely USB nebo HDMI, však potřebují elektřinu, zvláště když jsou data přetížena. „Existuje velká výměna mezi množstvím spálené energie a úrovní výměny informací.“ Navzdory nárůstu rychlého přenosu dat potrubím delším než jeden metr (více než 100 gigabitů za sekundu) Holloway říká, že typickým řešením byly „dražší“ měděné kabely.

Alternativou k měděnému drátu je kabel z optických vláken, i když má své vlastní problémy. Zatímco měděné dráty používají elektrické signály, vláknová optika používá fotony. To umožňuje přenos dat do sítě optických vláken s rychlým a nízkým ztrátou energie. Ale křemíkové počítačové čipy si obecně s fotony nehrají dobře, což je výzvou pro propojení optických kabelů. „V současné době neexistuje způsob, jak účinně detekovat, zesilovat nebo detekovat fotony v křemíku,“ říká Hollow. „Existují všechny druhy nákladných a složitých integračních schémat, ale z ekonomického hlediska to není skvělé řešení.“ Vědci tedy vyvinuli vlastní.

Nová reference týmu vychází z výhod měděných i optických trubek, přičemž zohledňuje jejich nevýhody. „Je to skvělý příklad doplňkového řešení,“ říká Dogiamis. Jejich potrubí je vyrobeno z plastového polymeru, takže výroba je menší – potenciálně levnější než tradiční měděné kabely. Ale když je polymerní vazba provozována podzemními elektromagnetickými signály, je při přenosu velkého množství dat mnohem energeticky účinnější než měď. Nová účinnost připojení konkuruje optickým vláknům, ale má hlavní výhodu. „Je přímo kompatibilní se silikonovými čipy bez speciální výroby,“ říká Hollow.

Tým navrhl takové levné čipy, které lze kombinovat s polymerovou trubicí. Typicky se křemíkové čipy snaží pracovat na mínusových frekvencích. Nové čipy týmu však generují ty vysokofrekvenční signály, které mají dostatek energie k přenosu dat přímo do elektronky. Vědci tvrdí, že čisté spojení od křemíkových čipů k potrubí znamená, že celý systém lze vyrobit pomocí standardních a nákladově efektivních metod.

Nový odkaz také příliš zasáhne měď. „Náš průřez kabelu je 0,4 milimetru krát čtvrt milimetru,“ říká Han. „Takže je to velmi malé, jako pramen vlasů.“ Navzdory své malé velikosti může nést obrovské množství dat, protože odesílá signály třemi různými paralelními kanály na rozdělené frekvenci. Celková kapacita připojení je 105 gigabitů za sekundu, což je téměř o řád rychleji než kabel USB na bázi mědi. Dogiamis říká, že kabel může „vyhovět výzvám v oblasti šířky pásma, jak vidíme tento megatrend směrem k více a více datům.“

V budoucnu Han doufá, že polymerní trubky jejich připojením ještě zrychlí. „V takovém případě úroveň dat vyjde z grafů,“ říká. „Může to být jeden terabit za sekundu, přesto nízké náklady.“

Vědci navrhli, že „datově náročné“ aplikace, jako jsou například farmáři serverů, mohou být prvními uživateli nových odkazů, protože mohou dramaticky snížit vysoké energetické nároky datového centra. Propojení může být také klíčovým řešením pro letecký a automobilový průmysl, které se dává přednost malým a lehkým zařízením. A jednoho dne by spojení mohlo nahradit elektronické kabely spotřebitelů v domácích kancelářích kvůli jednoduchosti rychlosti spojení. „Je to mnohem levnější než to [copper or fiber optic] přístupy s výrazně vyšší šířkou pásma a nižšími ztrátami než u konvenčních řešení pro měď, “říká Holloway. „Takže prvních pět v celém regionu.“

Tento výzkum byl částečně financován společnostmi Intel, Raytheon a Office of Naval Research և Office of Naval Research.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Líheň je otevřená, stanici zabírá 10 členů posádky

Nově přidaný personál stanice, který se skládal z 10 členů, se shromáždil v servisní jednotce Zvezda, aby uspořádali uvítací ceremoniál s rodinnými příslušníky a...

Chronické virové infekce mohou mít hluboký trvalý účinek na imunitu člověka, podobně jako stárnutí

Analýza topologie sítě funkce imunitního systému představující desítky integrovaných buněčných odpovědí, které jsou během odstraňování viru hepatitidy C u lidí obráceny. Zkoumané signální...

Byly odhaleny bizarní dýchací orgány 450 milionů let starých mořských živočichů

Zápočet: UCR Trilobité měli při dýchání jednu nohu Nová studie našla první důkazy o vysoce vyvinutých dýchacích orgánech u mořských živočichů starých 450 milionů let. ...

“Čmáranice světla” v reálném čase

Vědci z Tokijské metropolitní univerzity vyvinuli zjednodušený algoritmus pro převod volně nakreslených čar na standardním stolním procesoru na hologramy. Dramaticky snižují náklady na...

Mineralogie hluboké kůry Země pohání hotspoty pro domácí život

Tým DeMMO Field zleva doprava: Lily Mumper, Britney Kruger a Caitlin Cesar vzorky zlomenin z vrtné soupravy DeMMO. Kredit: © Matt Kapost Pod zeleným...

Newsletter

Subscribe to stay updated.