Chips 10 veces mas rápidos que los actuales ya son posibles
En un avance que promete cambiar el mundo de la computación y las telecomunicaciones en un plazo entre cinco y 10 años, el chip electro-óptico desarrollado durante el último año y medio en la fábrica de Intel en Jerusalén sustituirá al chip electrónico estándar utilizado para comunicaciones entre componentes del ordenador. Esto permitirá que esta comunicación sea realizada a la velocidad de la luz - 10 veces la velocidad actual.
El mayor fabricante de chips del mundo, Intel, lleva operando en Israel desde 1974, y tiene 5.200 empleados en sus cuatro centros principales de desarrollo en Jerusalén, Haifa, Kiryat Gat y Petah Tikva.
Según un informe aparecido en Ha'aretz, el equipo Israelí para tenido éxito por primera vez en desarrollar bases de chip electro ópticos basados en placas de silicio capaces de convertir señales electrónicas en señales ópticas dentro del chip. Tienen el potencial de ser producidos en masa al mismo coste que chips electrónicos estándar. Actualmente, el coste de fabricación de un chip que no esté hecho de silicio alcanza los centenares e incluso miles de dólares.
La capacidad de construir un modulador fotónico (fibra óptica) rápido del estándar de silicio podría llevar a conexiones ópticas muy baratas, de elevado ancho de banda entre PCs, servidores y a otros dispositivos electrónicos, y con el tiempo dentro de ordenadores también.
"Hoy, el procesador rápido opera a velocidades de tres gigahertz, pero su entorno aún funciona a velocidades de centenares de megaciclos y, por lo tanto, no logran explotar su rendimiento", declaró Amir Elstein, co-CEO de Intel Israel y director del centro de Intel de Jerusalén, al Ha'aretz. "Cuando el chip, el procesador y los puertos del ordenador trabajen a la misma velocidad, que será cerca de 10 gigahertz, la capacidad del ordenador será totalmente diferente", agregó.
El nuevo avance también cambiará el aspecto de multi-patas de los chips de hoy. "Aún habrá varias patillas en cada chip, pero la mayoría de la información será transferida vía una sola abertura óptica de un puerto óptico", explicó Elstein.
Un artículo acerca del desarrollo aparecido recientemente en la revista Nature explicaba la innovación.
"Los investigadores dividieron un haz de luz en dos rayos separados al pasar a través del silicio, y después utilizaron un dispositivo novel similar a un transistor para introducir una descarga eléctrica en un rayo, induciendo un 'desplazamiento de fase'. Cuando los dos haces de luz se recombinaron, el desplazamiento de fase inducido entre los dos hace que la luz salga del chip encendiendo y apagándose a intervalos de sobre un gigahertz (un billón de bits de datos por segundo), 50 veces más rápido que lo producido previamente sobre silicio. Este patrón a intervalos de luz se puede traducir a los unos y ceros necesarios para transmitir datos",
Patrick Gelsinger, vicepresidente principal y jefe de la oficina de tecnologías de Intel, llamó al avance de Intel Israel "un paso significativo hacia la construcción de dispositivos ópticos que muevan datos en torno a un ordenador a la velocidad de la luz. Es la clase de avance que reverbera en la industria durante el paso del tiempo, permitiendo hacer otros dispositivos y aplicaciones. Podría ayudar a hacer que Internet funcionara más rápidamente, ordenadores de alto rendimiento mucho más rápidos y permitir aplicaciones de alto ancho de banda como exposiciones de definición ultra-alta o sistemas de reconocimiento de la visión".
La investigación de Silicon Photonics en Intel comenzó a mediados de los 90 con intentos de probar y medir transistores que cambiaban dentro de microprocesadores ópticamente. Aunque el silicio parece opaco al ojo desnudo, es transparente a la luz infrarroja.
"Igual que la visión de rayos X de Superman le permite ver a través de las paredes, si tuvieras visión infrarroja verías a través del silicio", explica Mario Paniccia, director de investigación de Photonics Research en Intel. "Esto permite encaminar la luz infrarroja en el silicio, que es la misma longitud de onda usada típicamente para las comunicaciones ópticas. El modo en el que las cargas eléctricas se mueven por un transistor cuando se aplica el voltaje se puede utilizar para cambiar el comportamiento de la luz mientras pasa a través de estas cargas. Esto nos llevó a explorar la manipulación de las características de la luz, tales como fase y amplitud, para producir dispositivos ópticos basados sobre silicio".
El dispositivo de 1GHz experimental de hoy equivale a un billón de bits de información que viajan a lo largo de una sola fibra. Los investigadores de Intel piensan que pueden ampliar la tecnología hasta 10GHz o más rápido en el futuro. Un solo vínculo fotónico puede llevar canales múltiples y simultáneos de datos a la misma velocidad usando diversos colores de luz, igual que emisoras de radio distintas pueden transmitirse a un mismo aparato de radio en un coche o cientos de canales a una televisión por cable. Además, los cables de fibra óptica son inmunes a interferencias electromagnéticas y a interferencias, lo que hace que los cables tradicionales de alta velocidad de cobre sean difíciles de construir.
"Tenemos un programa de investigación a largo plazo en marcha para explorar cómo podemos aplicar la experiencia sobre silicio en otras áreas con el objetivo a largo plazo de desarrollar dispositivos ópticos integrados", declaró Paniccia.
Elstein en Intel Israel dijo que la compañía todavía no ha terminado de planear la producción de los nuevos dispositivos ópticos, pero que la planta de Kiryat Gat de Intel puede estar implicada. "Este es el mayor éxito de I+D. No hay necesidad de construir fábricas nuevas - chips más rápidas pueden ser fabricados a un costo menor, con la misma infraestructura de producción utilizada en instalaciones existentes. Tomamos un enfoque físico teórico y, con la infraestructura existente, nos movimos hasta un nivel que era previamente imposible poner en práctica".
