Старт проекта по интегральной фотонике

Информация о материале

Опубликовано: 01.11.2021, 17:26

Несколько лет мы обсуждали, исследовали, думали. И сегодня рады сообщить, что проект по разработке интегрально-фотонных чиплетов для встраивания волоконно-оптических интерфейсов в универсальные и специализированные микропроцессоры начат нашей компанией. Это значит, что проведена предварительная проработка проекта, написаны и согласованы технические задания, получено реальное финансирование.

Цель проекта - разработка технологии и создание опытных образцов интегрально-фотонных чиплетов, встраиваемых в современные универсальные и специализированные микропроцессоры для создания универсальных высокоскоростных оптических интерфейсов типа “точка-точка” с другими подобными чипами внутри центров обработки данных (ЦОД) и между ними. В рамках проекта разрабатываются алгоритмы, архитектура, цифровая, аналоговая и фотонная части, прототипы "железа".

Замысел проекта: принципиальная проблема, сдерживающая рост производительности ЦОД, - сложность обеспечения недорогого, достаточно быстрого и прогнозируемо низколатентного доступа вычислителей, представленных отдельными процессорами, к общей памяти в NUMA-подобной топологии, используя протоколы, рассчитанные на взаимодействие в рамках одного компьютера. Для решения проблемы необходимы быстрые и недорогие электрооптические приемо-передатчики (трансиверы), интегрированные в периферийную обвязку вычислительных ядер, т.к. подходящая среда для высокоскоростной передачи информации на расстояние более 100 м известна - это оптоволокно.

Сегодня в телекоммуникационной оптике происходит революционный переход от дискретных к интегральным компонентам. Фотонные интегральные схемы (photonic integrated circuits или PIC) являются оптическим аналогом электрических интегральных схем, и, соответственно, потенциально на порядки снижают себестоимость и габариты изделия. Но, как и в электронике, простой перенос схемы из дискретных элементов в интегральное устройство малоэффективен из-за существенных отличий в характеристиках элементарных блоков дизайна. Сегодня технология PIC все еще находится в стадии становления.

Основываясь на нашем опыте в аналоговой схемотехнике, понимании особенностей технологии PIC и знании волоконно-оптической связи, мы предложили подход сочетающий в едином гибридном чиплете CMOS и PIC, что позволит создать трансивер терабитного уровня используя элементы когерентного приема и OFDM в совокупности с оригинальными алгоритмами цифровой обработки. На наш взгляд, все это даст возможность в сжатые сроки разработать в РФ достаточно дешевый в массовом производстве PIC-трансивер, опираясь на научно-технические возможности и наработки российских ученых и доступные нам сегодня зарубежные микроэлектронные и фотонные фабрики.

Что получится в реальности - посмотрим :)