数据传输系统连接硅片

研究人员开发了一种数据传输系统，其传输信息的速度比USB快10倍。这种新型链路将高频硅芯片与一根像头发一样细的聚合物电缆配对。该系统有一天可能会提高数据中心的能源效率，并减轻电子设备丰富的航天器的负荷。

对快速数据交换的需求是显而易见的，尤其是在远程工作的时代。“计算机芯片之间共享的信息量呈爆炸式增长——云计算、互联网、大数据。这些都是通过传统的铜线进行的，”霍洛威aIS。但是铜线，就像USB或HDMI线一样，非常耗电，尤其是在处理大量数据负载时。“在消耗的能量和信息交换的速率之间存在一个基本的权衡。”

尽管通过一米以上的管道进行快速数据传输(超过每秒100gb)的需求不断增长，Holloway说，典型的解决方案是“越来越笨重和昂贵”的铜电缆。

一种替代铜线的方法是光纤电缆，尽管它有自己的问题。铜线使用电信号，而光纤使用光子。这使得光纤可以快速传输数据，而且耗能很小。但是硅计算机芯片通常不能很好地处理光子，这使得光纤电缆和计算机之间的互连成为一个挑战。“目前还没有办法在硅中有效地产生、放大或检测光子，”Holloway说。“有各种昂贵而复杂的整合方案，但从经济学角度来看，这不是一个很好的解决方案。”因此，研究人员开发了他们自己的。

该团队的新链路利用了铜管和光纤导管的优点，同时抛弃了它们的缺点。“这是互补解决方案的一个很好的例子，”合作研究员、英特尔公司高级研究员乔治奥斯·多吉亚米斯说。

他们的导管由塑料聚合物制成，因此比传统的铜线更轻，制造成本也可能更低。但当聚合物链路使用亚太赫兹电磁信号时，在传输高数据负载方面，它比铜要节能得多。Holloway说，新链路的效率与光纤相当，但有一个关键的优势:“它直接与硅芯片兼容，不需要任何特殊的制造。”

该团队设计了这种低成本的芯片与聚合物导管配对。通常情况下，硅芯片很难在亚太赫兹的频率下工作。然而，该团队的新芯片产生的高频信号有足够的能量将数据直接传输到导管中。研究人员说，从硅芯片到导管的清洁连接意味着整个系统可以用标准的、低成本的方法制造。

新金属在尺寸上也超过了铜。副教授韩若南说:“我们的电缆截面积是0.4毫米乘0.25毫米。”“所以，它非常小，就像一缕头发。”

尽管它的体积很小，但它可以携带大量的数据，因为它通过三个不同的并行通道发送信号，并按频率分开。该链路的总带宽为每秒105千兆比特，几乎比铜基USB线快一个数量级。Dogiamis说，这条电缆可以“解决带宽挑战，因为我们看到了数据越来越多的大趋势。”

在未来的工作中，韩希望通过将聚合物导管捆绑在一起，使它们更快。他说:“到那时，数据传输速率将会打破记录。”“可能是每秒1tb，但成本仍然很低。”

研究人员建议，“数据密集”应用程序，如服务器群，可能是新链路的早期采用者，因为它们可以极大地减少数据中心的高能量需求。这种连接也可能是航空航天和汽车行业的关键解决方案，这些行业都重视小型、轻型设备。有一天，由于链路的简单性和速度，该链路可能会取代家庭和办公室的消费电子电缆。Holloway说:“它的成本远低于[铜或光纤]方法，与传统的铜解决方案相比，带宽更宽，损耗更低。

-由Chris Vavra编辑，网页内容经理，控制工程， CFE媒体与技术，cvavra@cfemedia.com．

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