Nemški znanstveniki z novim čipom iz silicija in germanija dosegli rekordnih 500 Gbps

Nemški znanstveniki pa so v tem procesu dosegli mejnik z razvojem tako imenovanega vezja “track-and-hold” na osnovi silicija in germanija (SiGe). Ta komponenta deluje kot nekakšen »vmesnik«, ki zajame izjemno hitro spreminjajoče se analogne signale in jih pripravi na digitalno pretvorbo.

Novi čip podjetja Heinz Nixdorf Institute oziroma njihove raziskovalne ekipe zmore v enem samem kanalu obdelati več kot 500 gigabitov na sekundo (Gbps) z uporabo kvadraturne amplitudne modulacije. Pri večkanalnih konfiguracijah bi hitrost prenosa lahko presegla celo 100 terabitov na sekundo, kar je ključnega pomena za hrbtenična komunikacijska omrežja na dolge razdalje.

Uporaba silicij-germanijeve tehnologije ni naključna. Ta material omogoča bistveno višje hitrosti preklapljanja tranzistorjev, hkrati pa zmanjšuje porabo energije. To je kritičen faktor za prihodnost podatkovnih centrov, strežnikov in oblačnih storitev, kjer višja pasovna širina neposredno izboljšuje učinkovitost celotnega sistema.

Maxim Weizel, raziskovalec pri projektu, poudarja, da so se pri snovanju soočali z izjemnimi tehničnimi izzivi. Pri tako visokih frekvencah lahko že najmanjša napaka povzroči popačenje signala ali tako imenovani fazni šum. Da bi dosegli potrebno natančnost, so se zanašali na napredne simulacije in visokozmogljivo računalništvo, s čimer so presegli omejitve obstoječih merilnih sistemov.

Razvoj tega čipa, pri katerem so sodelovale tudi institucije, kot so Univerza RWTH Aachen, Tehnološki inštitut Karlsruhe in DESY, potrjuje, da hitrost v kontekstu umetne inteligence postaja odločilna konkurenčna prednost. Rezultati tega dela so objavljeni v strokovni literaturi o integriranih elektronsko-fotonskih sistemih za ultra hitro obdelavo signalov.