Los chips láser de Intel podrían hacer que los centros de datos funcionen mejor

Intel espera hacer que la informática sea mucho más eficiente mediante la introducción de una tecnología que reemplace los cables de datos de cobre convencionales con enlaces de datos ópticos más rápidos. El avance requirió que Intel instalara láseres y otros componentes ópticos en chips de silicio, que generalmente solo tratan con señales electrónicas.

Conexión clara: Estas fibras ópticas, denominadas ClearCurve, fueron desarrolladas por Corning e Intel para reemplazar los cables de cobre y mover los datos más rápido. La oblea de silicio del fondo está modelada con chips capaces de convertir entre señales eléctricas y ópticas.

La versión inicial de lo que Intel llama su tecnología fotónica de silicio puede transmitir datos a velocidades de 100 gigabits por segundo a lo largo de un cable de aproximadamente cinco milímetros de diámetro. Intel lo ofrecerá para su uso conectando servidores dentro de los centros de datos, donde puede reemplazar los cables de datos PCI-E que transportan datos a una velocidad de hasta ocho gigabits por segundo y cables de red que alcanzan los 40 gigabits por segundo en el mejor de los casos. La última versión del estándar USB común en los dispositivos de consumo puede mover datos a solo cinco gigabits por segundo.

Estamos lanzando esto en producción en masa e Intel ha decidido hacer una inversión significativa, dice Mario Paniccia, quien ha dirigido la investigación de fotónica de silicio de Intel durante años y ahora dirige el grupo que la comercializa. Tenemos muchos clientes. Se prevé que las versiones futuras de la tecnología aparezcan fuera de los centros de datos, tal vez en aplicaciones de consumo.

La tecnología de Intel puede reducir significativamente los costos de funcionamiento de un centro de datos: los grandes clústeres informáticos que procesan datos, ejecutan aplicaciones y alojan sitios web. Eso se debe a que uno de los nuevos cables ópticos de Intel puede reemplazar 10 o más de los cables de cobre PCI-E relativamente voluminosos que conectan servidores apilados en el mismo bastidor. Esos cables impiden el flujo de aire que se usa para enfriar los servidores. Los centros de datos varían en su eficiencia, pero es típico que la refrigeración represente aproximadamente la mitad del costo de funcionamiento de un centro de datos.

La tecnología de fotónica de silicio de Intel también se puede utilizar para reemplazar los cables de red Ethernet convencionales. Podría permitir a las empresas repensar las formas establecidas de organizar las computadoras dentro de los centros de datos.

Intel ha desarrollado una pequeña placa de circuito que se puede agregar a un servidor para actualizarlo a la tecnología óptica. La parte más importante es un módulo compacto que contiene uno o más chips de silicio (Intel no dirá cuántos) que pueden convertir entre las señales electrónicas de una computadora y las ópticas capaces de viajar por una fibra. Entre los componentes ópticos dentro de los chips hay cuatro láseres de silicio que pueden transmitir datos a una velocidad de 25 gigabits por segundo. Una tarjeta puede tener más de uno de esos chips ópticos, dependiendo de cuánto ancho de banda se necesite. Intel trabajó con Corning, mejor conocido por inventar el Gorilla Glass utilizado en muchos dispositivos móviles, para desarrollar nuevos conectores y cables para conectar las nuevas placas ópticas.

La forma actual de la tecnología fue moldeada por los comentarios de empresas como Facebook, Microsoft y la empresa de alojamiento en la nube Rackspace, algunas de las cuales se han comprometido a utilizar la tecnología, dice Paniccia. El precio y la disponibilidad de la tecnología no se han anunciado, pero podría crear una nueva fuente de ingresos significativa para Intel. En 2012, se enviaron un total de 8,1 millones de servidores en todo el mundo, según IDC , y muchas empresas como Amazon, Apple y Facebook están invirtiendo fuertemente en centros de datos (consulte Inside Facebook's Not-So-Secret New Data Center).

Intel también está trabajando con operadores de clústeres de computadoras y supercomputadoras extremadamente poderosos, incluidas agencias gubernamentales de EE. UU. No especificadas. Se sabe que las agencias de inteligencia como la Agencia de Seguridad Nacional y la CIA utilizan computadoras de alta potencia para procesar y analizar los datos recopilados a través de la vigilancia.

Hoy en día, los servidores son computadoras autónomas con procesadores, memoria y almacenamiento que ocupan una sola capa de un rack de servidores. El aumento de ancho de banda de la fotónica de silicio hace posible llenar una capa completa de un rack con procesadores, otra con memoria y una tercera con almacenamiento. Eso puede acelerar las actualizaciones y ayudar a hacer un mejor uso del enfriamiento al dirigirlo a los componentes que más lo necesitan, dice Pannicia.

Algunos de los socios de Intel están considerando una versión más extrema de ese enfoque. Vería que la memoria, los procesadores y el almacenamiento de datos se mantendrían en gabinetes completamente separados, todos vinculados con conexiones ópticas. Eso podría permitir mejoras adicionales en el mantenimiento y la refrigeración. También podría permitir la virtualización de la memoria para que se asigne dinámicamente a software y servidores según sea necesario, un enfoque más eficiente que tenerla vinculada a servidores específicos.

Andy Lawrence, vicepresidente de investigación de tecnologías de centros de datos de 451 Group, una firma de analistas, dice que el mayor impacto del avance óptico estará en el diseño de los centros de datos. Los operadores de centros de datos no están exactamente limitados por la tecnología de cobre existente, pero están muy limitados en la forma en que distribuyen sus equipos [y] diseñan sus centros de datos, dice. La fotónica de silicio debería liberar a los diseñadores.

La tecnología de Intel aprovecha el hecho de que el silicio utilizado para fabricar chips de computadora es transparente a la luz infrarroja, mientras que el óxido de silicio, una característica común de los chips, es opaco. La luz se puede dirigir alrededor de la superficie de un chip de computadora dentro de sencillos tubos de silicio con revestimiento de óxido de silicio, estructuras que se fabrican fácilmente utilizando técnicas convencionales de fabricación de chips.

Sin embargo, el equipo de Paniccia tuvo que realizar importantes avances científicos en óptica para encontrar formas de fabricar los otros componentes de un sistema de comunicación basado en luz en un chip de silicio. Las partes más importantes de ese esfuerzo fueron la creación de un láser de silicio (ver Bringing Light to Silicon), un modulador de silicio para codificar datos en un rayo láser (Moving Toward a Terascale Computer) y un componente de silicio para convertir una señal de luz en una electrónica. uno (Intel completa Silicon Photonics Trifecta).

Intel no ha hablado públicamente en detalle sobre el proyecto desde 2010, cuando mostró el primer chip en funcionamiento que contenía todos esos componentes (consulte Computación a la velocidad de la luz). Durante los últimos dos años hemos estado averiguando cómo hacer eso en grandes volúmenes, dice Paniccia, aunque no compartirá detalles de las soluciones que se le ocurrieron a Intel. Aunque Intel está muy por delante de sus rivales en fotónica de silicio, IBM, HP y algunas empresas más pequeñas están trabajando en una tecnología similar.

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