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科学家研发新型数据传输系统 速度比USB快10倍

作者:daowuya 科学探秘 2020-12-25 23:12:14 90 0
       

  最近,科学研究人员成功开发了新的数据传输系统,将高频硅芯片与细如发丝的聚合物电缆配对,实现了比USB快10倍的信息传输速度。该系统有可能提高数据中心的能源效率,减轻电子产品部件的负荷。

  Credit:Courtesyofthers,editedbyMITNews。

  该研究于今年2月在IEE国际固态电路会议上发表,主要作者是JackHolloway¤03、MNG¤04,去年秋天完成麻省理工学院电气工程和计算机科学系博士学位,现在在Raytheon公司工作。共同作者包括EECS的Holloway博士生指导者、副教授RuonanHan、英特尔的研究员GeorgiosDogiamis。

  Holloway说:计算机芯片之间共享的信息量爆炸性增加——云计算、互联网、大数据。其中许多是通过传统铜线发生的。但铜线,如USB或HDMI电缆中的铜线,消耗电力-特别是处理重量数据负荷时。

  Holloway表示,通过长度超过1米的导管快速传输数据(每秒超过100兆位)的需求越来越大,但现在主流的解决方案是越来越重,越来越贵的铜线。

  铜线的替代方案是光缆,但也有自己的问题。铜线使用电信号,光纤使用光子。这使得光纤能够快速传输数据,能耗小。然而,计算机芯片通常不兼容光子,这使得光纤电缆和计算机之间的互联成为一个挑战。Holloway说:现在不能在硅中有效地产生、扩大、检测光子。虽然有各种昂贵复杂的整合方案,但从经济学的角度来看,这并不是一个很好的解决方案。

  该团队的新链接吸收了铜管和光纤管的优点,同时没有缺点。Dogiamis说:这是一个很好的互补解决方案的例子。他们的导管是由塑料聚合物制成的,所以比传统的铜缆要轻一些,制作成本也可能要低一些。但是,聚合物链接在亚太赫兹电磁信号下运行时,传输高数据负荷时的能源效率远远高于铜电缆。新链路的效率可与光纤匹敌,但具有“与硅芯片直接兼容,不需要特殊制造”的重要优点。

  该团队设计了这种低成本芯片和聚合物导管的配对。通常,硅芯片很难在亚太赫兹频率下运行。然而,该团队的新芯片可以产生高频信号,并有足够的功率将数据直接传输给导管。研究人员表示,从硅芯片到管道的这种清洁连接意味着整个系统可以用标准、经济高效的方法制造。

  另外,新电缆在尺寸上也优于铜管,Han说:我们的电缆截面积为0.4毫米×0.25毫米,非常小,就像头发一样。虽然它的尺寸很细,但它可以携带大量的数据,因为它通过三个不同的平行通道发送信号,并通过频率分离。该链接的总带宽为每秒105千兆比特,几乎比基于铜电缆的USB电缆快一个数量级。Dogiamis表示,这种电缆可以解决带宽挑战,因为我们看到这一大趋势正在向越来越多的数据发展。

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