Laser statt Kupfer

Intel überträgt Daten mit 50 GBit in der Sekunde

Der US-Chiphersteller Intel hat am Dienstag den Prototypen des weltweit ersten Chips mit Silizium-basierter optischer Datenverbindung und integriertem Laser vorgestellt. Damit soll es künftig möglich sein, Lichtstrahlen statt Elektronen zum Datentransport im und rund um den Computer einzusetzen, sodass sich Daten nicht nur über längere Distanzen, sondern auch um ein Vielfaches schneller transportieren lassen. Pro Sekunde, so Intel in einer Mitteilung, ließen sich bis zu 50 GBit Daten übertragen, das entspricht einem kompletten Film in HD-Qualität.

Die Komponenten eines Computers sind heute über Kupferkabel oder -bahnen auf Leiterplatten miteinander verbunden. Durch die Signal-Verschlechterung, die Metalle wie Kupfer bei der Übertragung von Daten mit sich bringen, ist die maximale Länge dieser Verbindungen allerdings begrenzt. Dem Computerdesign sind dadurch Grenzen gesetzt, weshalb Prozessoren, Speicher und andere Komponenten nur wenige Zentimeter voneinander entfernt platziert werden müssen.

Der nun vorgestellte Prototyp soll es künftig ermöglichen, diese Verbindungen durch extrem dünne und leichte optische Glasfasern zu ersetzen. Damit verändere sich wesentlich die Art und Weise, in der Computer und Rechenzentren von morgen geplant und konstruiert werden könnten, so Intel.

So wäre es dem Chiphersteller zufolge denkbar, dass die Komponenten künftiger Rechenzentren oder Supercomputer über ein ganzes Gebäude oder sogar einen Campus verteilt sind und trotzdem – im Gegensatz zur beschränkten Reichweite und begrenzten Kapazität von schweren Kupferkabeln - miteinander in hoher Geschwindigkeit kommunizieren. Suchmaschinen-Betreiber, Cloud-Computing-Anbieter oder Finanzdienstleister könnten dadurch, so das Unternehmen, in ihren Rechenzentren die Leistung steigern, zugleich aber Energie- und Raumkosten sparen.

Bündelung von vier Lichtstrahlen
Der 50-GBit/s-Prototyp besteht aus einem Silizium-Sender und einem Empfänger-Chip. Der Sender-Chip besteht aus vier hybriden Silizium-Lasern, deren Lichtstrahlen in einen optischen Modulator gelangen, der die Daten dort mit 12,5 GBit/s kodiert. Die vier Lichtstrahlen werden dann gebündelt und auf einem einzigen Lichtwellenleiter mit einer Datenrate von 50 GBit/s ausgesandt. Am anderen Ende der Verbindung trennt der Empfänger-Chip die vier optischen Strahlen und leitet sie in Photodetektoren, welche die Daten wieder in elektrische Signale umwandeln.

Nächster Schritt: ein Terabit pro Sekunde
Beide Chips sind laut Intel mit kostengünstigen Verfahren hergestellt, die aus der Halbleiter-Industrie bekannt sind. Forscher arbeiten nun bereits daran, die Datenrate durch Skalieren der Modulator-Geschwindigkeit und eine Erhöhung der Anzahl von Lasern pro Chip zu steigern. Dies bereite den Weg für künftige optische Verbindungen im Terabit/s-Bereich, so Intel. Solche Datenraten wären schnell genug, um die gesamten Daten eines typischen Notebooks in einer Sekunde zu übermitteln.