科学家开发出比USB快10倍的新型数据传输系统

最近，研究人员成功开发了一种新的数据传输系统，该系统将高频硅芯片与纤细的聚合物电缆配对，以实现比USB快10倍的信息传输速度。 该系统有一天可以提高数据中心的能源效率，并减少电子组件上的负载。

图片来源：由研究人员提供，由麻省理工学院新闻社编辑

这项研究发表在今年2月的IEEE国际固态电路会议上。 主要作者是Jack Holloway ’03，MNG ’04。 去年秋天，他在麻省理工学院的电机工程和计算机科学系（EECS）获得了博士学位。 学位，目前在雷神公司工作。 合著者包括Holloway的博士生导师和EECS的副教授韩若南，以及英特尔的高级研究员Georgios Dogiamis。

Holloway说：“计算机芯片之间共享的信息量激增了—云计算，互联网和大数据。其中许多是通过传统的铜线发生的。但是铜线，例如USB或HDMI电缆。中间非常耗电-特别是在处理繁重的数据负载时。”

Holloway说，尽管对通过长度超过一米的管道进行快速数据传输（每秒超过100吉比特）的需求不断增长，但当前的主流解决方案是“越来越庞大和昂贵”的铜线。

铜线的替代方法是光纤电缆，但这有其自身的问题。 铜线使用电信号，而光纤使用光子。 这使光纤能够以低能耗快速传输数据。 但是计算机芯片通常与光子不兼容，这使光缆和计算机之间的互连成为一个挑战。 Holloway说：“目前尚无办法有效地产生，放大或检测硅中的光子。尽管存在各种昂贵且复杂的集成方案，但从经济角度来看，这并不是一个很好的解决方案。”

团队的新链接利用了铜管和光纤导管的优点而没有缺点。 Dogiamis表示：“这是补充解决方案的一个很好的例子。它们的导管由塑料聚合物制成，因此比传统的铜质电缆更轻，并且制造成本可能更低。当使用亚赫兹电磁信号运行时，其能量传输高数据负载时的效率远高于铜缆。新链路的效率可与光纤媲美，但有一个关键优势：“它可以直接与硅芯片兼容，无需特殊制造必需的。”

该团队设计了这种低成本芯片，可与聚合物导管配对。 在正常情况下，硅芯片很难在亚Hz频率下运行。 但是，该团队的新芯片可以生成那些高频信号，并具有足够的功率将数据直接传输到导管中。 研究人员说，从硅芯片到导管的这种清洁连接意味着整个系统可以以标准的，具有成本效益的方式制造。

Han说：“新电缆的尺寸也比铜管好。我们的电缆的横截面积为0.4 mm×0.25 mm，所以它非常细，就像一缕头发一样。 尽管它的尺寸非常薄，但是它可以携带大量数据，因为它通过频率分开的三个不同的并行通道发送信号。 链接的总带宽为每秒105吉比特，这几乎比铜基USB电缆快一个数量级。” Dogiamis表示，这种电缆可以解决带宽挑战，因为我们看到这种大趋势正在向越来越多的方向发展。数据。