Scienziati tedeschi raggiungono il record di 500 Gbps con un nuovo chip al silicio-germanio

Gli scienziati tedeschi hanno raggiunto un traguardo importante in questo processo con lo sviluppo di un cosiddetto circuito "track-and-hold" basato su silicio e germanio (SiGe). Questo componente funge da una sorta di "interfaccia" che cattura segnali analogici a variazione estremamente rapida e li prepara per la conversione digitale.

Il nuovo chip sviluppato dall'Istituto Heinz Nixdorf e dal suo team di ricerca è in grado di gestire oltre 500 gigabit al secondo (Gbps) su un singolo canale utilizzando la modulazione di ampiezza in quadratura. In configurazioni multicanale, la velocità di trasferimento potrebbe addirittura superare i 100 terabit al secondo, un valore cruciale per le reti di comunicazione dorsali a lunga distanza.

L'utilizzo della tecnologia silicio-germanio non è casuale. Questo materiale consente velocità di commutazione dei transistor significativamente più elevate, riducendo al contempo il consumo energetico. Si tratta di un fattore cruciale per il futuro dei data center, dei server e dei servizi cloud, dove una maggiore larghezza di banda migliora direttamente l'efficienza dell'intero sistema.

Maxim Weizel, ricercatore del progetto, sottolinea che la progettazione ha dovuto affrontare sfide tecniche straordinarie. A frequenze così elevate, anche il più piccolo errore può causare distorsione del segnale, o il cosiddetto rumore di fase. Per raggiungere la precisione necessaria, si sono affidati a simulazioni avanzate e al calcolo ad alte prestazioni, superando i limiti dei sistemi di misurazione esistenti.

Lo sviluppo di questo chip, che ha coinvolto anche istituzioni come l'Università RWTH di Aquisgrana, il Karlsruhe Institute of Technology e il DESY, conferma che la velocità sta diventando un vantaggio competitivo decisivo nel contesto dell'intelligenza artificiale. I risultati di questo lavoro sono stati pubblicati nella letteratura scientifica specializzata sui sistemi elettro-fotonici integrati per l'elaborazione ultraveloce dei segnali.