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Nuevo récord de velocidad para big data con ADC ultra rápido

IBM anunció el desarrollo de un convertidor análogo a digital (ADC) ultra rápido, que mejorará las velocidades de Internet a 200-400 Gb/s.

Mientras que el tráfico de big data e internet continúa creciendo exponencialmente, los estándares futuros de conexiones en redes tienen que dar soporte a velocidades mayores de datos que hoy llegan a unos dos exabytes por día, un incremento de 20 millones de veces lo que se transmitía en 1992.

Para dar soporte al incremento en el tráfico, científicos en IBM Research y École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) han estado desarrollando una tecnología de convertidor análogo a digital (ADC) ultra rápido y eficiente en cuanto a energía. Este dispositivo puede usarse para mejorar la transferencia de big data (grandes volúmenes de información) entre las nubes y los centros de datos cuatro veces más rápido que la tecnología actual, a 100 - 400 Gigabits por segundo (Gb/s), con un consumo de energía extremadamente bajo.

A 160 Gb/s el equivalente de una película de ultra alta definición de 4K de dos horas, o  40 mil canciones, podría descargarse en solo unos cuantos segundos.

Un ADC convierte las señales análogas a digitales para permitir la ecualización digital compleja a través de los canales de fibra de larga distancia, aproximando la combinación correcta de “ceros” y “unos” a fin de representar digitalmente los datos para que estos puedan ser guardados en las computadoras, y puedan ser analizados en cuanto a los patrones y los resultados predictivos.

“Nuestro ADC cumple con las normas de IEEE para la comunicación de datos, y reúne la velocidad y eficiencia de energía a 32 nanómetros, permitiendo empezar a abordar las aplicaciones más  grandes de big data”, dijo el Dr. Martin Schmatz, gerente del Departamento de Sistemas en los Laboratorios de IBM. 

Por ejemplo, los científicos usarán cientos de miles de ADC para convertir las señales de radio análogas que se originan desde el Big Bang hace 13 mil millones de años, a digital. Esto forma parte de la colaboración denominada “Dome” entre ASTRON –el  Instituto de Holanda para la Astronomía de Radio–, DOME-Sudáfrica e IBM, para desarrollar un mapa de caminos de TI fundamental para Square Kilometer Array (SKA), un proyecto internacional con el objeto de desarrollar el telescopio de radio más sensible y más grande del mundo.

Se espera que los datos de radio que recolecta SKA desde el espacio profundo produzcan 10 veces más tráfico de internet global, y el prototipo de ADC sería un candidato ideal para transportar las señales rápidamente y con muy poca energía, un requerimiento esencial considerando las miles de antenas que se extenderán a través de 3,000 kilómetros (1,900 millas).

A pesar de que esta tecnología es solo un prototipo de laboratorio, una licencia de la versión previa ha sido concedida a Semtech Corp., proveedor de semiconductores de señal análoga y mixta, para desarrollar plataformas avanzadas de comunicaciones que se espera sean anunciadas este año.  

El convenio de licenciamiento de tecnología de Semtech es no exclusivo, e incluye el acceso a los diseñados patentados y al conocimiento tecnológico para desarrollar la tecnología para su propia familia de productos, que van desde las comunicaciones ópticas y alámbricas, hasta los sistemas avanzados de radar.  

“A través del apalancamiento del proceso IBM 32nm SOI, con su conjunto de características únicas en su género, estamos desarrollando productos que se adaptan muy bien para enfrentar el desafío del siguiente paso en los sistemas de comunicaciones de alto desempeño, tales como las aplicaciones de los sistemas ópticos de 400 Gb/s y los sistemas de radar avanzados. También estamos viendo un rango de aplicaciones expandido en el mercado de comunicaciones de radiofrecuencia existentes, en el que la lógica digital de alta velocidad está reemplazando las funciones que se han realizado tradicionalmente por una circuitería análoga menos flexible”, dijo Craig Hornbuckle, arquitecto jefe de sistemas de Semtech.

Los chips de 64 GS/s (giga-muestras por segundo) se fabricarán en unos 300mm, en un proceso de 32 nanómetros de silicón-sobre-aislante CMOS, y tiene un área de 5 mm2. Este núcleo incluye un sintetizador de onda milimétrica de amplia sintonización, que permite que el núcleo se sintonice de 42 a 68 GS/s por canal, con un valor nominal de fluctuación de 45 femto-segundos de media cuadrática. El núcleo 2x64 GS/s ADC de pleno canal dual genera 128 mil millones de conversiones análogas a digitales por segundo, con un consumo total de energía de  2.1 Watts.

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