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Large Scale Silicon Photonics Matrix for Low Power and Low Cost Data Centers

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Equipar a los centros de procesamiento de datos del futuro

El proyecto financiado con fondos europeos L3MATRIX ha desarrollado la tecnología que los centros de procesamiento de datos necesitan para gestionar el tráfico de internet del futuro gracias al empleo del coencapsulado y de interconexiones ópticas.

Economía digital

El crecimiento exponencial del tráfico mundial de internet plantea retos de calado tanto para los operadores de los centros de procesamiento de datos como para los fabricantes de equipos. Estos retos irán a más a medida que siga aumentado el uso de aplicaciones, medios de comunicación sociales y análisis de datos masivos cada vez más complejos basados en la nube. Para gestionar este tráfico, los centros de procesamiento de datos emplean actualmente cientos de miles de servidores dispuestos en varias capas jerárquicas, cada una de las cuales requiere una red interconectada energéticamente eficiente y de bajo coste. Es más, las plataformas de conmutación que estos servidores utilizan deben soportar el gran ancho de banda necesario para topologías de red a gran escala y sin bloqueos. El hecho es que las tecnologías convencionales de conmutación electrónica de paquetes y de interconexiones basadas en cobre utilizadas para satisfacer estos requisitos consumen mucha energía, tienen un alcance limitado y tienden hacia un aumento de la latencia. Las tecnologías fotónicas son una posible solución, ya que se ha demostrado que mejoran significativamente el rendimiento de los servidores de los centros de procesamiento de datos. Por desgracia, dado que el desarrollo de tales tecnologías está aún en ciernes, las necesidades de tráfico cada vez mayores superan con creces las capacidades actuales. Para cerrar esta brecha entre tráfico y tecnología, el proyecto financiado con fondos europeos L3MATRIX (Large Scale Silicon Photonics Matrix for Low Power and Low Cost Data Centers) ha desarrollado la próxima generación de infraestructuras de centros de procesamiento de datos. Tolga Tekin, coordinador del proyecto L3MATRIX, comenta: «Al proporcionar un método nuevo para desarrollar elementos de conmutación para centros de procesamiento de datos, podremos reducir costes y aumentar la eficiencia y el rendimiento. Esto conllevará la construcción de grandes redes que brinden velocidades de petabytes por segundo (Pb/s) y, por lo tanto, la capacidad de gestionar el tráfico de internet del futuro».

Un sistema radicalmente nuevo

La innovación clave que subyace al proyecto L3MATRIX es un método nuevo para la construcción de elementos de conmutación. A través del coencapsulado de interconexiones ópticas con circuitos integrados para aplicaciones específicas (ASIC, por sus siglas en inglés) de conmutación, los investigadores lograron aumentar la base de numeración del chip, la principal barrera para la ampliación del ancho de banda. La interconexión óptica se implementa como una matriz fotónica de silicio bidimensional de gran tamaño que, como solución óptica monomodo, proporciona la densidad de datos y el largo alcance requeridos. El análisis y la conmutación de paquetes se asigna entonces al ASIC. El resultado de esta integración fotónico-digital de largo alcance es una arquitectura de sistema y de red radicalmente nueva. Con la tecnología L3MATRIX, los centros de procesamiento de datos podrán ampliar su red a velocidades de Pb/s utilizando solo una fracción de los dispositivos que serían necesarios de otro modo. Kobi Hasharoni, director técnico del proyecto, explica: «Este es un método innovador para construir elementos de conmutación con una alta base de numeración y un mayor ancho de banda de 25 gigabits por segundo (Gb/s) en fibras monomodo y guías de ondas de baja latencia. La integración de estos dispositivos en la red de un centro de procesamiento de datos hará que su consumo de energía sea diez veces menor en comparación con la tecnología convencional». El sistema L3MATRIX reduce asimismo la latencia en un rango de 10 a 20 nanosegundos, ya que el número de networking (saltos) que un paquete necesita hacer es menor porque la red presenta menos capas de conmutación.

El paso evolutivo natural

Según Tekin, el ensamblaje en chip del transceptor de interconexión óptica representa un paso evolutivo natural en el sector de las interconexiones ópticas: «El proyecto L3MATRIX demostró con éxito los componentes básicos de un sistema óptico coencapsulado. Esta plataforma tecnológica está ya a disposición de pequeñas y medianas empresas para que la desarrollen e integren en la infraestructura que impulsará los centros de procesamiento de datos del futuro».

Palabras clave

L3MATRIX, centros de procesamiento de datos, coencapsulado, interconexión óptica, internet, medios de comunicación sociales, datos masivos, servidores, tecnologías fotónicas, elementos de conmutación

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