Siliziumphotonik und ihr Potenzial für extreme Datenverbindungsgeschwindigkeiten

Der ständig steigende Bedarf an Effizienz hat die Entwicklung neuer Siliziumchips vorangetrieben optische Technologie zum Ersetzen bestehender Kupfer-Datenkabel. Die als Siliziumphotonik bekannte Technologie umfasst die Anbringung von Lasern und anderen optischen Komponenten auf Siliziumchips und ersetzt die Komponenten, die traditionell zur Verarbeitung elektrischer Signale verwendet werden.

Die ersten Versionen der Chips, die für die Verbindung von Servern in einem Rechenzentrum konzipiert sind, sind in der Lage, Daten mit einer Geschwindigkeit von 100 Gigabit pro Sekunde über ein Kabel mit nur 5 mm Durchmesser zu übertragen. Die neuen Kabel stellen eine Weiterentwicklung bestehender Kupferkabel dar, die Daten mit Geschwindigkeiten von bis zu 40 Gigabit pro Sekunde übertragen. Zukünftig besteht das Potenzial, Versionen der Silizium-Photonik-Technologie für den Einsatz außerhalb von Rechenzentren zu entwickeln und den 5-Gigabit-Standard zu ersetzen, der in gängigen Verbraucherprodukten verwendet wird.

Siliziumphotonik erhöht die Kommunikationsgeschwindigkeit zwischen Rechenzentrumsservern und hat das Potenzial, die Kosten für den Betrieb von Rechenzentren und anderen optischen Infrastrukturen erheblich zu senken. Die neue optische Kabeltechnologie ist in der Lage, mehr als zehn der derzeit verwendeten Kupfer-PCI-E-Kabel zu ersetzen, die zur Verbindung von Servern im selben Rack verwendet werden. Mit weniger Kabeln stößt der kritische Luftstrom, der zur Kühlung der Server verwendet wird, auf weniger Hindernisse, was bedeutet, dass weniger Energie für die Temperaturregulierung benötigt wird. Da die Kühlung etwa die Hälfte der Kosten für die Wartung eines Rechenzentrums ausmacht, sollte eine Steigerung der Kühleffizienz zu Kostensenkungen führen.

Um bestehende Rechenzentren aufzurüsten, müssen Server mit einer neuen Platine ausgestattet werden, die mehrere Siliziumchips enthält. Der Zweck des Chips besteht darin, die elektronischen Signale eines Computers in optische Signale umzuwandeln, die für die Weiterleitung über die Glasfaser und am Empfängerende wieder zurück erforderlich sind.

Preise und Verfügbarkeit der Silizium-Photonik wurden noch nicht bekannt gegeben und werden noch intensiv erforscht, obwohl Berichten zufolge Facebook, Microsoft und Amazon ihre Investitionen in Rechenzentren ausgeweitet haben und wahrscheinlich an neuen Optimierungstechnologien interessiert sein dürften.