Sistem Transfer Data Baru 10 Kali Lebih Cepat Dari USB Dan Menggunakan Kabel Polimer Sebagai Benang Tipis

Para peneliti telah mengembangkan sistem transfer data yang memasangkan chip silikon frekuensi tinggi dengan kabel polimer setipis kawat rambut. Kredit: Atas kebaikan para peneliti, diedit oleh MIT News

Terobosan tersebut dapat meningkatkan efisiensi energi pusat data dan meringankan beban kendaraan kaya elektronik.

Peneliti telah mengembangkan sistem transfer data yang dapat mengirimkan informasi 10 kali lebih cepat dari USB. Ikatan baru ini memasangkan chip silikon frekuensi tinggi dengan kabel polimer setipis kawat rambut. Sistem ini suatu hari nanti dapat meningkatkan efisiensi energi di pusat data dan mengurangi beban pesawat luar angkasa yang kaya elektronik.

Penelitian ini dipresentasikan pada Konferensi Sirkuit Solid State Internasional IEEE pada bulan Februari. Penulis utama adalah Jack Holloway ’03, MNG ’04, yang meraih gelar PhD di DenganDepartemen Teknik Listrik dan Komputer (EECS) musim gugur lalu dan saat ini bekerja untuk Raytheon. Rekan penulis termasuk Ruonan Han, profesor dan konsultan doktoral di Holloway di EECS, dan Georgios Dogiamis, peneliti senior di Intel.

Kebutuhan akan pertukaran data yang cepat sudah jelas, terutama di era kerja jarak jauh. “Ada ledakan dalam jumlah informasi yang dibagi antara chip komputer – komputasi awan, internet, data besar. Dan banyak dari itu terjadi pada kabel tembaga konvensional,” kata Holloway. Tetapi kabel tembaga, seperti yang ditemukan di kabel USB atau HDMI, sangat boros daya – terutama jika menyangkut beban data yang berat. “Ada trade-off mendasar antara jumlah energi yang dibakar dan laju pertukaran informasi.” Meskipun permintaan untuk transmisi data yang cepat (melebihi 100 gigabit per detik) meningkat melalui pipa yang lebih panjang dari satu meter, Holloway mengatakan solusi tipikal adalah kabel tembaga yang “semakin rumit dan mahal”.

Alternatif untuk kabel tembaga adalah kabel serat optik, meskipun ada masalah. Sementara kabel tembaga menggunakan pensinyalan listrik, serat optik menggunakan foton. Itu memungkinkan serat optik mengirimkan data dengan cepat dan dengan sedikit pembuangan energi. Tetapi chip komputer silikon umumnya tidak cocok dengan foton, membuat interkoneksi antara kabel serat optik dan komputer menjadi sebuah tantangan. “Saat ini tidak ada cara untuk secara efektif menghasilkan, memperkuat atau mendeteksi foton silikon,” kata Holloway. “Ada berbagai skema integrasi yang mahal dan kompleks, tetapi dari sudut pandang ekonomi, ini bukan solusi yang baik.” Oleh karena itu, peneliti harus mengembangkan sendiri.

Tautan tim baru dibangun di atas manfaat kabel tembaga dan serat optik, sekaligus mengatasi kekurangannya. “Ini adalah contoh yang bagus dari solusi pelengkap,” kata Dogiamis. Salurannya terbuat dari plastik polimer, sehingga lebih ringan dan berpotensi lebih murah untuk diproduksi daripada kabel tembaga tradisional. Tetapi ketika tautan polimer dioperasikan dengan sinyal elektromagnetik sub-terahertz, itu jauh lebih energik daripada tembaga dalam transmisi beban data yang tinggi. Efisiensi ikatan baru ini menyaingi serat optik, tetapi memiliki satu keunggulan utama: “Ini secara langsung kompatibel dengan chip silikon, tanpa manufaktur khusus,” kata Holloway.

Tim merancang chip semacam itu dengan biaya rendah untuk dipasangkan dengan timah polimer. Biasanya, chip silikon kesulitan untuk beroperasi pada frekuensi sub-terahertz. Namun chip baru tim menghasilkan sinyal frekuensi tinggi ini dengan daya yang cukup untuk mengirimkan data langsung ke saluran. Sambungan bersih dari chip silikon ke saluran berarti bahwa keseluruhan sistem dapat diproduksi menggunakan metode standar dan ekonomis, kata para peneliti.

Tautan baru ini juga mengalahkan tembaga dalam hal ukuran. “Area penampang kabel kami adalah 0,4 milimeter dengan seperempat milimeter,” kata Han. “Jadi, ini sangat kecil, seperti sehelai rambut.” Meskipun ukurannya tipis, ia dapat membawa beban data yang berat, karena ia mengirimkan sinyal melalui tiga saluran paralel yang berbeda, dipisahkan oleh frekuensi. Total bandwidth dari link tersebut adalah 105 gigabit per detik, hampir lebih cepat dari kabel USB berbasis tembaga. Dogiamis mengatakan kabel dapat “menghadapi tantangan bandwidth saat kita melihat megatren ini menuju lebih banyak data.”

Di masa mendatang, Han berharap dapat membuat pipa polimer lebih cepat dengan mengelompokkannya. “Kemudian data rate akan keluar dari grafik,” katanya. “Bisa jadi satu terabit per detik, selalu dengan biaya rendah.”

Peneliti menyarankan aplikasi “padat data”, seperti eksploitasi server, dapat menjadi pengguna awal tautan baru, karena mereka dapat secara dramatis mengurangi permintaan energi yang tinggi dari pusat data. Tautan tersebut juga bisa menjadi solusi utama untuk industri kedirgantaraan dan otomotif, dengan mengutamakan perangkat ringan yang kecil. Dan suatu hari, pengikatan dapat menggantikan kabel elektronik konsumen di rumah dan kantor, berkat kesederhanaan dan kecepatan pengikatan. “Ini jauh lebih murah dari itu.” [copper or fiber optic] pendekatan, dengan bandwidth yang jauh lebih banyak dan kerugian yang lebih rendah dari solusi tembaga konvensional, “kata Holloway.” Jadi, total lima tahun. “

Penelitian ini didanai, sebagian, oleh Intel, Raytheon, Laboratorium Penelitian Angkatan Laut dan Kantor Penelitian Angkatan Laut.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

36 galaksi kerdil secara bersamaan memiliki “baby boom” bintang baru

Penemuan tak terduga Rutgers menantang teori modern tentang bagaimana galaksi tumbuh, dan dapat meningkatkan pemahaman kita tentang alam semesta. Penulis: Universitas Rutgers-New Brunswick Sungguh...

Banyak pasien dengan COVID-19 menghasilkan respons imun yang menyerang jaringan dan organ mereka sendiri.

Sebuah studi yang dipimpin oleh University of Birmingham, yang didanai oleh Konsorsium Imunologi Coronavirus Inggris, menemukan bahwa banyak pasien dengan COVID-19 menimbulkan respons kekebalan...

Sains mudah dibuat: apa itu neutrino steril?

Neutrino steril adalah jenis neutrino khusus yang telah diusulkan untuk menjelaskan beberapa hasil eksperimen yang tidak terduga, tetapi belum ditemukan secara pasti. Para...

Kekeringan jangka panjang mengambil alih AS bagian barat – Tanah dan tanaman berjatuhan

5 Juni 2021 Untuk tahun kedua berturut-turut, kekeringan melanda sebagian besar wilayah Amerika Serikat dari Pegunungan Rocky hingga Pantai Pasifik. Untuk tahun kedua berturut-turut, kekeringan melanda...

Energi matahari dan angin dapat meredakan konflik di sekitar bendungan Renaisans Ethiopia di timur laut Afrika

Megaplatinum terletak di Ethiopia, dekat perbatasan dengan Sudan. Ini adalah pembangkit listrik tenaga air terbesar di Afrika. Penulis: © Google Sebuah studi baru...

Newsletter

Subscribe to stay updated.