Interfaces ópticas para processadores e além: participantes selecionados do programa DARPA

Como a eletrônica, as interfaces devem ser desenvolvidas de acordo com a lei de Moore. No entanto, as conexões com fio convencionais não acompanham mais os chips produtivos e com vários núcleos. As interfaces ópticas construídas diretamente nos microcircuitos podem resolver o problema da largura de banda limitada sem aumentar o consumo. Nos Estados Unidos, no âmbito do programa DARPA, a Intel, a Xilinx e vários laboratórios e universidades farão isso.

Para desenvolver uma interface óptica abrangente, em larga escala e de ponta a ponta para a eletrônica, a DARPA anunciou em 2018 o lançamento do programa PIPES (Photonics no pacote para escalabilidade extrema) ou, em russo, fotônica empacotada para uma escala (extrema) excepcional. No outro dia, após um longo estudo das propostas dos candidatos, os participantes deste programa foram selecionados.
A área de pesquisa do programa PIPES é dividida em três componentes. A primeira parte do programa visa o desenvolvimento de tecnologias e soluções para a integração de interfaces ópticas e seus elementos na composição (no caso de embalagens com vários chips) de microcircuitos, em particular no FPGA e ASIC. Isso será feito pela Intel e Xilinx.
A Intel e a Xilinx serão controladas e guiadas pela Lockheed Martin, Northrop Grumman, Raytheon e BAE Systems. Todos eles devem estudar e determinar o escopo de aplicação de novas interfaces ópticas para o maior benefício para a defesa dos EUA. O objetivo da área de pesquisa da Intel e Xilinx é criar interfaces ópticas integradas com velocidades de até 100 Tbit / s com custos de energia inferiores a 1 pJ / bit.
Observe que, em geral, o programa PIPES estabelece metas mais ambiciosas. No futuro, até 2028, os chips mais avançados deverão ter interfaces ópticas integradas com uma largura de banda 100 vezes maior do que a Intel e o Xilinx devem alcançar – até petabits por segundo. Como afirmado na DARPA, “este é um equivalente aproximado de todo o tráfego global da Internet hoje, mas de um chip”.
A segunda área de pesquisa no programa PIPES foi o desenvolvimento de componentes e nós para a transmissão de sinais ópticos entre chips, blocos e produtos. Os Laboratórios Nacionais Sandia, Universidade da Califórnia em San Diego, Universidade da Califórnia em Santa Bárbara, Universidade Columbia e Universidade da Pensilvânia trabalharão nessas questões.

A terceira área do programa PIPES é o estudo de problemas e oportunidades no nível do sistema. Simplificando, o desenvolvimento de switches ópticos e outras soluções para arquitetos de sistemas. Obviamente, a escala das tarefas será muito maior do que nas redes Ethernet convencionais. A Universidade da Califórnia em Berkeley abordará esta questão. Se for bem-sucedido, podemos falar sobre um novo paradigma na organização das plataformas de computação, quando o armazenamento local de dados se torna desnecessário, tão rapidamente que as informações trafegam pelas redes. Mas tudo isso não será em breve.
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