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Photonique : le silicium atteint 200 gigabits par seconde

ActualitéClassé sous :informatique , silicium , Mario Paniccia

Une liaison purement optique pour transmettre les données au cœur d'un ordinateur, voire d'un processeur : Intel poursuit cette recherche depuis plusieurs années avec l'idée d'exploiter un matériau peu commode, mais bon marché et bien connu, le silicium. Une première réussite vient d'être annoncée.

Les signaux électriques sont dirigés vers les modulateurs (la surface grise), uniquement faite de silicium, codés sous forme lumineuse et envoyés aux connecteurs optiques. © Intel

Pour transmettre des données à grande vitesse au sein d'un ordinateur, d'un circuit ou à plus grande distance, la fibre optique est le moyen idéal. Avec les débits toujours plus élevés exigés au cœur d'un processeur par exemple, le fil de cuivre ne pourra bientôt plus suivre le rythme. Mais ces dispositifs ont leurs limites et coûtent cher. Plusieurs laboratoire dans le monde, notamment chez Intel et chez IBM, s'acharnent depuis des années pour utiliser le silicium.

Ce matériau a un gros défaut, celui de ne pas être transparent. Il est donc surprenant d'en faire un candidat pour la photonique, cette technique qui consiste à utiliser des flux lumineux pour transporter l'information, voire pour la traiter. Mais le silicium, l'élément si abondant sur notre planète, si facile à extraire (il suffit d'une pelle à sable...), si bon marché et si bien connu de l'industrie électronique a vraiment beaucoup d'attraits.

En creusant des guides d'ondes dans ce matériau, l'équipe d'Intel menée par Mario Paniccia était parvenue à lui faire transporter la lumière à haut débit. Le problème suivant fut de réaliser l'interface entre le circuit électronique et la transmission lumineuse (ou photonique), qui comporte deux éléments. Le premier est le modulateur, qui transforme l'information sous forme électrique en une impulsion lumineuse. Cette fonction est celle d'un laser. A l'autre extrémité de la transmission, le second élément, un photodétecteur, effectue le travail inverse, générant un courant électrique à partir du flux de photons.

Bientôt un Tb/s ?

Après avoir testé la possibilité d'un modulateur combinant le silicium et l'indium, l'équipe avait réalisé l'an dernier un prototype de modulateur photonique capable de transmettre 40 gigabits par seconde (Gb/s). Un peu plus tard, les scientifiques d'Intel montraient un photodétecteur capable, lui aussi, d'analyser un flux lumineux à raison de 40 Gb/s. Un nouveau prototype de modulateur vient d'être présenté, travaillant... à 25 Gb/s. La vitesse est plus faible, oui, mais le circuit comporte huit éléments, soit une capacité totale de 200 Gb/s.

Cette valeur reste toutefois théorique car lors les tests qui viennent d'être présentés, l'équipe n'a fait fonctionner qu'un canal à la fois. Le résultat avec huit éléments actifs est à vérifier car il est possible que des phénomènes d'interférences apparaissent, réduisant les performances.

Les chercheurs sont confiants et, dans la revue Technology Review, ils promettent pour bientôt la publication de tests complets avec les huit éléments fonctionnant simultanément. L'espoir est de mise puisque l'objectif annoncé il y a deux ans d'atteindre un térabit par seconde (soit 1.000 Gb/s) reste d'actualité.

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