Neuer optischer Transceiver für schnelle CPU-Interconnects

Mit einer neuen kompakten Lichtquelle auf Silizium-Basis für optische Transceiver wollen die Fujitsu Laboratories die Entwicklung der optischen Datenübertragung zwischen CPUs voranbringen. Letztere gilt als Voraussetzung für den in künftigen Systemen und Supercomputern benötigten schnellen Datentransfer zwischen den internen Komponenten wie CPUs, Chips und Arbeitsspeicher.

Doch gerade bei der Integration optischer Transceiver in CPUs hatten die Entwickler mit thermischen Schwankungen zu kämpfen, die das Zusammenspiel von Silizium-Lichtquellen und den für das Generieren der Signale zuständigen optischen Modulatoren beeinträchtigten. Daraus resultierte oft eine Diskrepanz zwischen der Laserwellenlänge an der Lichtquelle und der Arbeitswellenlänge im Modulator, die die Datenübertragung verhinderte. Deshalb benötigten solche Transceiver bisher eine zusätzliche thermische Steuerung, die aber auch den Energie- und Platzbedarf erhöht. Sie soll bei der Neuentwicklung der Fujitsu Laboratories entfallen. Dazu benutzen die Forscher einen Mechanismus, der beide Wellenlängen automatisch synchron hält.

Die Lichtquelle besteht aus einem optischen Halbleiterverstärker und einem Silizium-Spiegel, der wiederum einen Ringresonator und einen Bragg'schen Reflektor beinhaltet. Der Modulator besitzt ebenfalls – mehrere – Ringresonatoren, die zwar kompakt und energieeffizient, dafür aber auch hitzeempfindlich sind.

Damit die Ringresonatoren in der Lichtquelle und im Modulator auf die Wärme der CPU gleich reagieren, haben die Forscher sie auf die exakt selbe Größe gebracht. Weitere Steuerungselemente sollen dadurch entfallen können und die Größe der Transmitter unter 1 mm sinken. Mehrere Transmitter nebeneinander angeordnet sollen einen optischen Transceiver ergeben, der den künftigen Anforderungen an schnelle CPU-Interconnects genügt. (sun)