El aumento de la velocidad se basa en un dispositivo que puede usarse para mejorar la transferencia de Big Data (Grandes Volúmenes de Información) entre las nubes y los centros de datos cuatro veces más rápido que la tecnología actual. A esta velocidad de 160 Gigabytes, el equivalente de una película de ultra alta definición de 4K de dos horas, ó  40,000 canciones; podrían descargarse en sólo unos cuantos segundos. El dispositivo se presentó en la Conferencia Internacional de Circuitos de Estado Sólido (ISSCC) en San Francisco.  

A pesar de que esta más reciente tecnología es sólo un prototipo de laboratorio, una licencia de la versión previa ha sido concedida aSemtech Corp. (Nasdaq: SMTC), proveedor líder de semiconductores de señal análoga y mixta. La compañía está usando la tecnología para desarrollar plataformas avanzadas de comunicaciones que se espera sean anunciadas en fecha posterior de este año.  

Mientras que el tráfico del Big Data e Internet continua creciendo exponencialmente, los estándares futuros de conexiones en redes tienen que dar soporte a velocidades mayores de datos.  Por ejemplo,  en 1992, se transfirieron 100 Gigabytes de datos por día, mientras que hoy, el tráfico ha crecido a dos Exabytes por día, un incremento de 20 millones de veces.  

Para dar soporte al incremento en el tráfico, los científicos en IBM Research y École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) han estado desarrollando una tecnología de convertidor análogo a digital (ADC – analog-to-digital converter)  ultra rápido y eficiente, en cuanto a energía  para permitir la ecualización digital compleja a través de los canales de fibra de larga distancia.  

Un ADC convierte las señales análogas a digitales, aproximando la combinación correcta de “ceros” y “unos” a fin de representar digitalmente los datos para que estos puedan ser guardados en las computadoras  y puedan ser analizados en cuanto a los patrones y los resultados predictivos.

Por ejemplo, los científicos usarán cientos de miles de ADCs para convertir las señales de radio análogas que se originan desde el  Big Bang hace 13 mil millones de años, a digital. Esto forma parte de la colaboración denominada “Dome” entre ASTRON -el  Instituto de Holanda para la Astronomía de Radio-, DOME-Sudáfrica e IBM, para desarrollar un mapa de caminos de TI fundamental para Square Kilometer Array (SKA), un proyecto internacional con el objeto de desarrollar  el telescopio de radio más sensible y más grande del mundo.

Los datos de radio que recolecta SKA desde el espacio profundo se espera  que produzca 10 veces más tráfico de Internet global y el prototipo de ADC sería un candidato ideal para transportar las señales rápidamente y con muy poca energía — un requerimiento esencial considerando las miles de antenas que se extenderán a través de 3,000 kilómetros (1,900 millas).

“Nuestro ADC cumple con las normas de IEEE para la comunicación de datos y reúne la velocidad y eficiencia de energía a 32 nanómetros permitiendo empezar a abordar las aplicaciones más  grandes del Big Data,” dijo el Dr. Martin Schmatz, Gerente del Departamento de Sistemas en los Laboratorios de IBM. “Con Semtech como nuestro asociado, estamos entregando la generación previa de ADC al mercado en menos de 12 meses desde que se desarrolló y probó por primera vez”.

Semtech firmó un convenio de licenciamiento de tecnología con IBM, no exclusivo que incluye el acceso a los diseñados patentados y al conocimiento tecnológico, para desarrollar la tecnología para su propia familia de productos que van desde las comunicaciones ópticas y alámbricas, hasta los sistemas avanzados de radar.  

“A través del apalancamiento del proceso IBM 32nm SOI con su conjunto de características únicas en su género, estamos desarrollando productos que se adaptan muy bien para enfrentar el desafío del siguiente paso en los sistemas de comunicaciones de alto desempeño tales como las aplicaciones de los sistemas ópticos de 400 Gb/s y los sistemas de Radar Avanzados. También estamos viendo un rango de aplicaciones expandido en el mercado de comunicaciones de radiofrecuencia existentes, en el que la lógica digital de alta velocidad está reemplazando las funciones que se han realizado tradicionalmente por una circuitería análoga menos flexible,” dijo Craig Hornbuckle, Arquitecto Jefe de Sistemas, Semtech.

Los chips de 64 GS/s (giga-muestras por segundo)  para Semtech se fabricarán en unos asombrosos 300mm de IBM en East Fishkill, Nueva York en un proceso de 32 nanómetros de silicón-sobre-aislante CMOS  y tiene un área de  5 mm2. Este núcleo incluye un sintetizador de onda milimétrica de amplia sintonización  que permite que el núcleo se sintonice de  42 a 68 GS/s por canal con un valor nominal de fluctuación de 45 femto-segundos de media cuadrática. El núcleo 2x64 GS/s ADC de pleno canal dual genera 128 mil millones de conversiones análogas a digitales por segundo, con un consumo total de energía de  2.1 Watts.

Los detalles tecnológicos de los últimos ADC se han publicado en un documento con el EPFL y se presentaron ayer en la Conferencia Internacional de Circuitos de Estado Sólido (ISSCC).

El documento científico ha sido titulado, “A 90GS/s 8b 667mW 64× Interleaved SAR ADC in 32nm Digital SOI CMOS” por Lukas Kull, Thomas Toifl, Martin Schmatz, Pier Andrea Francese, Christian Menolfi, Matthias Braendli, Marcel Kossel, Thomas Morf, Toke Meyer Andersen, Yusuf Leblebici. Redacción C21