Исследователи из Университета Падерборна представили инновационный чип, созданный на основе кремний-германиевой (SiGe) технологии. По заявлениям разработчиков, устройство установило рекорд по сочетанию скорости выборки и пропускной способности в схемах типа track-and-hold. Этот компонент является критически важным звеном в современной электронике, так как отвечает за мгновенный захват аналогового сигнала для его последующей оцифровки. Именно с этого этапа начинается обработка любых потоков данных в современных вычислительных системах и сетях связи.
Изображение: Jeff Fitlow/Rice University
Новый чип способен обрабатывать более 500 Гбит/с в одном канале при использовании модуляции QAM. При переходе на многоканальную конфигурацию общая пропускная способность системы может превысить отметку в 100 Тбит/с. Подобные показатели открывают перспективы для внедрения в магистральные сети нового поколения, перспективные стандарты связи уровня 6G, а также в архитектуру сверхмощных дата-центров и облачных платформ.
Особое внимание в проекте уделили выбору полупроводниковой базы. Технология кремний-германий была выбрана не случайно: она удачно сочетает высокую скорость работы с возможностями промышленного массового производства, в отличие от ряда специализированных экзотических материалов. Это позволяет инженерам одновременно наращивать производительность и оптимизировать энергопотребление, что крайне важно для развития систем ИИ, где пропускная способность каналов связи является «узким местом» всей инфраструктуры.
В ходе реализации проекта команда столкнулась со сложностями не только при разработке архитектуры чипа, но и на этапе тестирования готового образца. Работа на таких экстремальных частотах требует исключительной точности, так как малейшие отклонения приводят к критическим шумам и искажениям сигнала. Для подтверждения заявленных характеристик авторам исследования пришлось задействовать сложные математические модели и внушительные вычислительные мощности.
