Německý čip láme světový rekord v rychlosti dat: Přes 500 Gbps pro AI a 6G sítě

Vědci z Německa dosáhli významného průlomu v oblasti zpracování signálů. Vyvinuli nový křemíkovo-germaniový čip, který stanovil světový rekord v kombinované vzorkovací frekvenci a šířce pásma v obvodu typu „track-and-hold“.

Vědci z Německa dosáhli významného průlomu v oblasti zpracování signálů. Vyvinuli nový křemíkovo-germaniový čip, který stanovil světový rekord v kombinované vzorkovací frekvenci a šířce pásma v obvodu typu „track-and-hold“. Tato klíčová součástka je nezbytná pro ultra-rychlé zpracování signálů a její vylepšení má potenciál zásadně zlepšit způsob, jakým se data zpracovávají v komunikačních systémech, umělé inteligenci a cloudové infrastruktuře. Práce pochází z Institutu Heinze Nixdorfa na Paderbornské univerzitě v rámci projektu PACE.

Nový čip dokáže v jednom kanálu zpracovat více než 500 gigabitů za sekundu s využitím kvadraturní amplitudové modulace. Ve vícekanálových konfiguracích by datová propustnost mohla překročit 100 terabitů za sekundu, což je úroveň relevantní pro dálkové komunikační sítě. Tato funkce je kritická v moderní elektronice, kde systémy potřebují zpracovávat obrovské množství dat v reálném čase.

Design čipu využívá technologii křemíku a germania (SiGe), která umožňuje vyšší spínací rychlosti a zároveň snižuje spotřebu energie. Tato kombinace je důležitá pro aplikace nové generace, jako jsou sítě 5G a 6G, autonomní vozidla a vysokorychlostní senzory. „Transceivery jsou takovými ‚ambasadory‘ mezi analogovým a digitálním světem. Kombinují dvě funkce: odesílání digitálních dat i příjem dat zvenčí,“ vysvětlil Maxim Weizel, výzkumný pracovník zapojený do projektu. Vyšší šířka pásma umožňuje přenášet více dat za kratší dobu, což přímo ovlivňuje výkon serverů, cloudových systémů a datových center.

Tým se při měření výkonu potýkal s výzvami, neboť pracoval s extrémně vysokými frekvencemi, které vyžadují mimořádnou přesnost. I ty nejmenší chyby mohou způsobit rušivé odrazy nebo fázový šum, což ztěžuje přesné testování. Pro ověření designu se proto výzkumníci spoléhali na pokročilé simulace a vysoce výkonné výpočetní zdroje. Výkon čipu byl natolik silný, že posunul stávající měřicí systémy na jejich limity.

Vývoj také podtrhuje rostoucí roli pokročilých polovodičových materiálů při posouvání hranic výpočetní techniky. Křemík-germanium kombinuje snadnou vyrobitelnost křemíku s vylepšeným elektronickým výkonem, což z něj činí atraktivní materiál pro čipy nové generace. S rostoucí poptávkou po rychlejším zpracování dat by hybridní materiály mohly hrát ústřední roli při škálování budoucích komunikačních a výpočetních systémů, zejména v kontextu umělé inteligence, kde se vysoká rychlost stává konkurenční výhodou. Na projektu se podílelo několik institucí, včetně RWTH Aachen University, Karlsruhe Institute of Technology a DESY.