IBM光学公司

莱克威尔士、Fla. —本周来自IBM的研究人员描述的60千兆比特每秒的突破(Gb/s)光互连,该公司声称将导致昂贵的56 Gb / s的铜互连的广泛替代。

在超大规模集成电路技术研讨会,2017在京都,日本,从IBM的研究在苏黎世的科学家将描述一个廉价的60 Gb/s光接收器,预计将于明年通过匹配后的光发射机。总之,这两个设备将形成一个完整的光收发器内置在CMOS成本,该公司预计将低于成本的铜互连。

视频:https://youtu.be/zaqvge2t5tw

IBM报告低一个60GB的光接收功率实现(RX)投在14纳米CMOS FinFET高抖动容限使用数字时钟和数据恢复。
(来源:IBM)

“我们与不归零开发一个单车道的60千兆比特每秒的光接收机(NRZ)信号以低成本为目标的多模式的垂直腔面发射激光器(VCSEL)的基础环节,“Alessandro Cevrero,一个工程师在IBM, 在座谈会提前告诉记者。 

“权力是比竞争对手低,~为接收器120MW和最终以下全部收发300MW,“Cevrero说。”同时,其紧凑的CMOS尺寸和低功耗意味着它可以靠近处理器或开关芯片甚至可放在同一个包或甚至在处理器芯片,提供高带宽连接,直接从处理器和交换芯片生成高达100米。这包括从处理器连接,处理器到内存,从抽屉里一架从架上一级网络开关的抽屉里。”

IBM光学公司亚历山德罗cevrero,IBM位于苏黎世的研究一个电气工程师,展示了IBM的低成本硅光子学接收机。
(来源:IBM)

Cevrero说,实现CMOS器件IBM原双传输速度,基本上削减成本每千兆位每秒的。”有人认为,SiGe溶液需要在数据速率超过32gb /实现光学灵敏度好,“Cevero说。”我们的工作表明,CMOS可以实现相同的灵敏度,但在低得多的功耗;

60 Gb/s光纤链路IBM表现仍取决于离散的III-V光电探测器(用于接收)和离散的III-V激光器(用于发射机)一起形成一个收发器,否则所有的CMOS。其他人,如英特尔(它提供每秒25千兆光纤收发器),利用硅光子学调制光从III-V族半导体激光器。英特尔将四等渠道实现100兆位每秒的今天,但在更高的成本和功耗,据IBM。然而,英特尔正以2020的速度与IBM达成同样的目标。

IBM目前的原型运行在850纳米的波长,这是基于VCSEL的多模光链路的标准波长,使得它适合于处理器到存储器,处理器到处理器和服务器到服务器之间的通信。一旦证实今年晚些时候或2018年初是完整的收发器,价格交叉点已经达到,根据Thomas Toifl的说法,高速互连的经理在苏黎世IBM研究组。

IBM光学公司整个每秒60千兆光接收机安装在一个小的CMOS芯片,或可以被纳入一个处理器的优势,并且只消耗117毫瓦。
(来源:IBM)

“到目前为止,光链路总是推由于其较高的成本,但现在我们已经达到了在光学在价格为电链接相同点,”Toifl在VLSI研讨会提前EE Times说。”电气链路,但是,需要复杂的均衡,当我们去更高的数据速率,因此需要更多的权力。此外,他们的距离是有限的约两米的电缆相比,我们的光学解决方案100米。

Toifl还称,IBM的“突破”CMOS光子学技术提供了卓越的灵敏度(- 9dBm)是理想的云计算的高吞吐量的要求。研究小组还声称已经将其现有的CMOS电路70 +每秒,但等待III-V光电二极管和垂直腔面发射激光器之前赶上宣传。

IBM已经证明了石墨烯光电探测器的绝缘体上硅锗硅衬底和激光器,但是Toifl声称他们的新一代全CMOS收发器将不需要锗,使他们非常酷跑。

所有的细节阅读60 Gb/s 1.9 PJ /位在14nm CMOS FinFET低延迟数字CDR NRZ光接收机。

—R. Colin Johnson,高级技术编辑,

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