Skip to main content
  1. Home >
  2. About Fujitsu >
  3. Hírek >
  4. Sajtóközlemények >
  5. 2011>
  6. A Fujitsu Laboratories kompakt szilícium-alapú fotonikai fényforrást fejlesztett nagy sávszélességű processzor-összekapcsolási megoldásokhoz

A Fujitsu Laboratories kompakt szilícium-alapú fotonikai fényforrást fejlesztett nagy sávszélességű processzor-összekapcsolási megoldásokhoz

Kisebb adóegységek az optikai adóvevőkben, nincs szükség hőszabályozási mechanizmusra

October 11, 2011

A Fujitsu Laboratories Limited bejelentette, hogy kompakt szilícium-alapú fotonikai fényforrást1 fejlesztett a processzorok közötti nagy volumenű, gyors adatátvitelt támogató optikai csatlakozó megoldások optikai adóvevő egységéhez2. Korábban, ha az optikai adóvevőkbe épített szilícium-alapú fotonikai fényforrás és a fényforrás által kibocsátott fénybe adatokat kódoló optikai modulátor3 hőingadozást észlelt, potenciálisan megszűnhetett az összhang a fényforrás és a modulátor hullámhossza között, aminek következtében a fény nem továbbított információt. Ezért a működési hullámhosszok összhangjának fenntartásához hőszabályozásra volt szükség. A fényforrás és a modulátor hullámhosszát automatikusan szinkronban tartó megoldás bevezetésével a Fujitsu Laboratories szükségtelenné teszi a hőszabályozási mechanizmus alkalmazását, és elősegíti a kisebb méretű, energiahatékonyabb eszközök fejlesztését.

Az új technológiával a kompakt, kis fogyasztású optikai adóvevők közvetlenül a CPU házába szerelhetők. A megoldást az exaflop-kategóriájú szuperszámítógépek4 és felső kategóriás szerverek processzorai közötti optikai csatlakozásra alkalmazva új lehetőség nyílik szupergyors számítógépek építésére.

Háttér Az utóbbi időben kb. másfél évente megduplázódott a szuperszámítógépek teljesítménye. Jelenleg folynak a kutatások az exaflop-kategóriájú szuperszámítógépek megépítésére, amelynek céldátuma 2020. Az ilyen ultragyors számítógépek megalkotásához olyan nagy sebességű és kapacitású összekapcsolási megoldásokra lesz szükség, amelyekkel a processzorok másodpercenként többször tíz terabites sebességgel tudnak adatokat továbbítani egymásnak. Ám a jelenlegi rézkábel-alapú elektromos csatlakozók felső sebességhatáruk felé közelednek. Emiatt kutatások indultak a processzorok közötti optikai csatlakozási lehetőségek vizsgálatára.

A processzorok közötti nagy kapacitású optikai csatlakozás biztosítása érdekében komoly kutatások indultak a szilícium-alapú fotonikára épülő optikai adóvevők fejlesztésére. A szilícium-alapú fotonika lehetővé teszi az optikai adóvevők méretének miniatürizálását, így az egységek a CPU-k mellett, nagy sűrűségben helyezhetők el. És mivel szilícium-alapú félvezető-gyártási technológiával készülnek, nagy volumenben, kis költséggel állíthatók elő.

Műszaki kérdések Az optikai adóvevő adó komponense egy fényforrásból és a fényforrás által kibocsátott fényt kódoló optikai modulátorból áll. Jó optikai modulátor lehet erre a célra a kompakt és energiahatékony gyűrű rezonátor5. Ám mivel az optikai adóvevő a CPU mellett helyezkedik el, hullámhossza és a gyűrűrezonátor-alapú optikai modulátor működési hullámhossza nem esik egybe a CPU-ból származó hő miatt, és így nem kódolódik információ a fényben. A megfelelő összhanghoz hőszabályozó mechanizmusra van szükség, ami azonban akadályozza az egyszerű, kompakt és energiahatékony adóvevő kialakítását.

Az új technológiáról A Fujitsu Laboratories kifejlesztette a világ első olyan komplat szilícium-alapú fotonikára épülő fényforrását, amelynek működéséhez nincs szükség hőszabályozásra. A fényforrás egy szilíciumtükörből és egy félvezető optikai erősítőből áll (lásd a piros dobozt a 3. ábrán). A szilíciumtükör egy gyűrű rezonátort és egy hullámhosszt szabályozó Bragg-reflektort tartalmaz (lásd a kék dobozt a 3. ábrán).

A fényforrásban és az optikai modulátorban egyaránt megtalálható gyűrű rezonátorok mérete tökéletesen egyforma, így CPU hője azonos változást okoz a fényforrás hullámhosszában és az optikai modulátor működési hullámhosszában. Emiatt nincs szükség a jelenlegi technológiánál használt hőszabályozó mechanizmus alkalmazására, és az optikai adóvevő is kompaktabb és energiahatékonyabb lehet. Az adó komponens mérete 1 mm alá zsugorítható. Az egységeket sorba rendezve a nagy kapacitású optikai csatlakozóhoz olyan optikai adóvevő alakítható ki, amelyet kis mérete folytán a CPU-modulra lehet szerelni.

Eredmények A technológia előkészíti a nagy kapacitású és kis fogyasztású optikai csatlakozókat nagy tömegben alkalmazó exaflop-kategóriájú szuperszámítógépek és felső kategóriás szerverek fejlesztését. A Fujitsu Laboratories tovább kívánja folytatni az új fényforrás-technológiára épülő optikai adóvevők fejlesztését a nagy kapacitású csatlakozó megoldások létrehozásához.

Glosszárium és jegyzetek 1. Szilícium-alapú fotonikai fényforrás: A szilícium-alapú fotonika technológiáját alkalmazó fénykibocsátó komponens. A Fujitsu Laboratories megoldásánál többkomponensű félvezető bocsátja ki és erősíti fel a fényt, majd egy szilíciumtükör határozza meg a hullámhosszt.

2. Optikai adóvevő Olyan modul, amely az elektromos jelet optikai jellé alakítja majd továbbítja, a kapott optikai jelet pedig elektromos jellé alakítja.

3. Optikai modulátor: Az elektromos jelet optikai jellé alakító optikai komponens. Ilyen pl. a jeleket optikai intenzitásjelekké alakító intenzitás-modulátor vagy fényfázis-jelekké alakító fázismodulátor.

4. Exaflop-kategóriájú szuperszámítógép: Olyan szuperszámítógép amely 1018 számú lebegőpontos művelet elvégzésére képes másodpercenként.

5. Gyűrű rezonátor: Gyűrű alakú optikai hullámterelőből készült rezonátor. A szilícium-alapú fotonikában rendkívül apró méretű – akár mikronnyi sugarú – is lehet. A gyűrű rezonancia-hatása nagyon hatékony optikai modulátor készítését teszi lehetővé.

A Fujitsu

A Fujitsu az IT-alapú üzleti megoldások vezető szállítója a globális piacon. Mintegy 175 ezer embernek ad munkát a világ 70 országában. Globális szolgáltatási és rendszerszakértői csapatával, megbízható számítástechnikai illetve kommunikációs termékeivel és fejlett mikroelektronikai megoldásaival hozzáadott értékhez juttatja ügyfeleit. A tokiói központból irányított Fujitsu Limited (TSE: 6702) 4,6 ezer milliárd jen (47 milliárd dollár) konszolidált árbevételt ért el a 2009. március 31-ével zárt pénzügyi évben. Bővebben: www.fujitsu.com.

A Fujitsu Technology Solutions

A Fujitsu Technology Solutions Európa vezető IT-infrastruktúra szállítója. Kis-, közép- és nagyvállalatok, valamint az egyéni felhasználók igényeit is képes kielégíteni az európai, közel-keleti és afrikai országokat átfogó EMEA-régió valamint India összes fontos piacán. A vállalat a dinamikus infrastruktúra jegyében az IT termékek, megoldások és szolgáltatások teljes portfolióját kínálja a dinamikus adatközpont megoldásoktól kezdve a menedzselt infrastruktúrákig és az infrastruktúra, mint szolgáltatás (laaS) termékekig. A több mint 10 ezer embert foglalkoztató Fujitsu Technology Solutions a globális méretű Fujitsu Group tagvállalata, amely a világ 70 országában, több mint 160 ezer alkalmazottal kínál IT alapú üzleti megoldásokat ügyfeleinek. A tokiói központú Fujitsu konszolidált árbevétele a 2008. március 31-én lezárult pénzügyi évben elérte az 5,3 trillió yent, azaz 53 milliárd US dollárt. További információért látogasson el a hu.ts.fujitsu.com/aboutus oldalra.

További információ: Fujitsu Limited Kormányzati és befektetői kapcsolatok divízió https://www-s.fujitsu.com/global/news/contacts/inquiries/index.html