Учёные предложили суперскоростной пластиковый интерфейс для передачи сигналов между чипами - 25 Февраля 2021

Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) представили перспективную разработку — высокоскоростной интерфейс для передачи данных между чипами на платах. Сегодня для этого используются медные дорожки или кабели, а также оптические линии связи, но каждая из них имеет свои недостатки. Новое решение предлагает передавать данные по полимерным линиям толщиной меньше человеческого волоса. Это может перевернуть индустрию.

Полимерный проводник тоньше человеческого волоса передаёт данные в десять раз бытрее интерфейса USB. Источник изображения: MIT

Полимерный проводник тоньше человеческого волоса передаёт данные в десять раз быстрее интерфейса USB. Источник изображения: MIT

При передаче больших объёмов данных проблемы меди очевидны — это такой же быстрый рост потребления (рассеивания мощности). С оптическими линиями другая проблема — для преобразования электрических сигналов в оптические требуется специальная электроника, плохо совместимая с кремнием. Иначе говоря, напрямую нельзя передавать оптические сигналы из одного чипа в другой. Оказалось, можно совместить преимущество каждого из способов и уберечься от недостатков каждого из них.

Специалисты из MIT вместе с исследователями из Intel и двух национальных лабораторий США предложили передавать данные от чипа к чипу по тончайшим полимерным каналам на высоких частотах — в субтерагерцовом диапазоне. Кремниевые чипы для работы в этом высокочастотном диапазоне можно создать и исследователи это продемонстрировали. Получается, что интерфейс для работы с полимерными каналами передачи можно встроить в современные полупроводниковые решения либо достаточно просто выпускать их в виде дискретных решений, что всё равно не так сложно, как производство оптических преобразователей. Это одновременно увеличит скорость обмена данными между чипами на плате и снизит потребление, поскольку рассеивания тепла как в меди уже не будет.

Эксперимент с полимерными каналами при передаче данных в субтерагерцовом диапазоне показал, что скорость сигналов достигает 105 Гбит/с, а это в десять раз быстрее, чем по интерфейсу USB 3.1. При этом сечение полимерного проводника составило 0,4 × 0,25 мм, а данные передавались параллельно по трём разнесённым по частоте каналам.

Очевидно, что прядь из таких проводников и частотное разделение могут во много раз поднять скорость передачи, тогда как вес будет совершенно несравним с медными каналами. Исследователи рассчитывают, что данное преимущество с восторгом встретят в аэрокосмической отрасли и в автомобилестроении, где на счету может оказаться каждый лишний грамм полезной нагрузки.