Kontich, le 27 juillet 2010 – La société Intel a annoncé aujourd’hui qu’elle avait accompli un progrès marquant dans l’utilisation de la lumière pour remplacer les électrons qui transportent les données dans et autour des ordinateurs. L’entreprise a en effet mis au point un prototype de recherche qui constitue la première liaison optique de données à base de silicium avec lasers intégrés. Celle-ci peut acheminer les données sur de plus longues distances et largement plus rapidement que le cuivre aujourd'hui, soit jusqu'à 50 gigabits de données par seconde. Ce débit équivaut ainsi à la transmission de tout un film HD en une seconde.

Les composants informatiques sont actuellement reliés les uns aux autres par des câbles de cuivres ou des tracés sur les cartes à circuits imprimés. En raison de la dégradation du signal qu’implique le recours à des métaux tels que le cuivre pour transmettre les données, ces câbles sont d'une longueur limitée, ce qui limite à son tour la conception des ordinateurs en forçant les processeurs, la mémoire et d'autres composants à n'être séparés les uns des autres que de quelques centimètres. Les résultats de recherches annoncés aujourd'hui représentent ainsi un nouveau pas vers le remplacement de ces connexions par des fibres optiques fines et légères, capables de transmettre des volumes de données beaucoup plus importants sur des distances largement plus longues, ce qui modifierait radicalement la conception des ordinateurs du futur et l'architecture des datacenters de demain.

Les puces photoniques trouveront des applications dans tout le secteur informatique. Par exemple, on peut imaginer, à ces débits, un écran 3D de la taille d’un mur pour le divertissement et la visioconférence, avec une résolution si élevée que les acteurs ou les interlocuteurs sembleront être dans la même pièce. Les datacenters et les supercalculateurs de demain pourront voir leurs composants répartis à l’échelle d’un bâtiment, voire d’un groupe de bâtiments, communicant les uns avec les autres à haute vitesse, au lieu d'être confinés par de lourds câbles en cuivre avec une capacité et une portée limitée. Cette répartition permettra aux utilisateurs de datacenters, comme une entreprise exploitant un moteur de recherche ou un prestataire en informatique virtuelle (cloud computing), d’économiser largement sur l’espace et l'énergie. Elle pourra aussi aider les scientifiques à mettre au point des supercalculateurs plus puissants pour résoudre les problèmes les plus complexes.

Justin Rattner, Chief Technology Officer d’Intel et responsable des Intel Labs, a fait la démonstration de la liaison photonique dans le cadre de l'Integrated Photonics Research Conference de Monterey (Californie). Cette liaison de 50 Gbit/s peut se comparer à un « concept car », qui permet aux chercheurs d'Intel de tester de nouvelles idées et de poursuivre leurs travaux qui consistent à élaborer des technologies de transmission des données par fibres optiques, utilisant des rayons de lumière produits par des puces à faible coût et faciles à réaliser au lieu d'équipements chers et difficiles à fabriquer, à partir de matériaux aussi exotiques que l'arséniure de gallium. C’est que, si les télécommunications et d’autres applications exploitent déjà le laser pour transmettre l’information, les technologies actuelles dans ce domaine sont en revanche trop coûteuses et encombrantes pour la micro-informatique.

Justin Rattner : « Cette percée que représente la première liaison photonique de 50 Gbit/s au silicium marque un progrès important dans nos perspectives à long terme de “siliconiser” la photonique et de faire profiter les futurs PC, serveurs et terminaux grand public de communications optiques à faible coût. »

Le prototype est le fruit d’un calendrier de recherches sur plusieurs années, déjà matérialisé par de nombreuses « premières mondiales ». Il se compose d’un transmetteur en silicium et d'une puce réceptrice, chacun intégrant tous les composants issus des précédentes percées d'Intel dans ce domaine : la première puce photonique à laser hybride, développée avec l’université de Californie à Santa Barbara en 2006, ainsi que des modulateurs optiques haute vitesse et des photodétecteurs annoncés en 2007.

La puce transmettrice se compose de quatre de ces lasers, dont les rayons de lumière se déplacent chacun dans un modulateur optique qui encode les données sur ceux-ci à 12,5 Gbit/s. Les quatre rayons sont ensuite associés en sortie sur une seule fibre optique, avec un débit total de 50 Gbit/s. A l’autre bout de la liaison, la puce réceptrice sépare les quatre rayons optiques et les dirige vers des photodétecteurs qui reconvertissent les données en signaux électroniques. Les deux puces sont assemblées à l'aide de techniques de fabrication peu onéreuses, courantes dans le secteur des semi-conducteurs. Les chercheurs d’Intel travaillent par ailleurs déjà à augmenter encore le débit en accroissant la vitesse du modulateur tout en augmentant le nombre de lasers par puce. Ces recherches constituent un point de départ vers de futurs liens optiques de l'ordre du térabit par seconde, c'est-à-dire assez rapides pour transmettre une copie de tout le contenu d'un PC portable moyen en une seconde.

Elles sont distinctes de la technologie Light Peak d'Intel, mais les deux sont des composantes de la stratégie globale de l’entreprise en matière d'E/S. La technologie Light Peak vise ainsi à doter les plates-formes clientes Intel d’une connexion optique à 10 Gbit/s multiprotocole pour des applications à plus court terme. Les recherches sur les puces photoniques visent quant à elles à exploiter l’intégration du silicium pour conduire à de large réduction des coûts, parvenir à des débits de téra-informatique et faire bénéficier des communications optiques un ensemble d'applications encore plus large. Les résultats annoncés aujourd’hui rapprochent considérablement Intel de cet objectif.

Quelques mots sur Intel

Intel (NASDAQ : INTC) est un leader mondial de l’innovation informatique. L’entreprise conçoit et développe des technologies que l’on retrouve au cœur des ordinateurs et des appareils électroniques à travers le monde. Des informations complètes sur la société sont disponibles sur le site Internet d’Intel à partir de la page www.intel.com ou blogs.intel.com.