Căutarea unor soluții de transfer de date mai eficiente, pentru a satisface cererea tot mai mare de calcul, nu se termină niciodată. Chiar și în prezent, cea mai mare parte a transmiterii datelor se face prin cabluri tradiționale de cupru, care au nevoie de energie, ceea ce conduce la un compromis între viteza schimbului de date și energia consumată. Cablurile cu fibră optică sunt o alternativă la acest compromis. Totuși, acestea nu funcționează optim cu cipurile de siliciu din cadrul sistemelor de calcul. Depășirea acestor limitări, deși este teoretic posibilă, poate fi costisitoare, în special pentru zone, precum centre de date, nave spațiale, vehicule electrice și așa mai departe.
Recent, o echipă de oameni de știință din cadrul Institutului de Tehnologie din Massachusetts (MIT) au creat un cablu polimeric care ar putea fi o soluție complementară. Acesta combină toate avantajele firelor de cupru și fibrelor optice, în timp ce elimină neajunsurile acestora. Mai subțire și mai ușor decât cuprul, acest cablu este capabil să suporte viteze de transfer de date care rivalizează cu cele obținute prin intermediul firelor de fibră optică, fiind, în același timp, compatibil cu cipurile de siliciu. În februarie 2021, în cadrul Conferinței Internaționale a Circuitelor în Stare Solidă IEE, echipa de cercetători a prezentat datele obținute, raportând viteze de transfer de date care depășesc 100 de gigabiți pe secundă.
„Transmiterea eficientă a unor cantități mai mari de date prin cabluri de cupru devine din ce în ce mai dificilă. În ceea ce privește dispozitivele USB cu viteză redusă, precum mouse-urile și tastaturile, cablurile sunt subțiri, ieftine și suficient de lungi. Cu toate acestea, în ceea ce privește standardele mai noi, care vizează rate de transfer de date mult mai mari, se poate observa faptul că aceste cabluri devin mult mai groase, mai scumpe și, de obicei, mai scurte, din cauza provocărilor tehnice. Sperăm că această lucrare va putea permite obținerea unor viteze mult mai mari pentru a satisface nevoile noastre”, a declarat Ruonan Han, unul dintre cercetătorii din cadrul MIT.
În cadrul studiului, care a fost parțial finanțat de Intel, Raytheon, Laboratorul de Cercetări Navale și Biroul de Cercetări Navale, s-au utilizat semnale electromagnetice de înaltă frecvență (sub-terahertz) pentru a demonstra eficiența cablurilor polimerice. Han și colegii săi au proiectat o serie de cipuri de siliciu pentru a le asocia cu firele de polimer, acestea din urmă fiind tăiate cu un laser dintr-o foaie de polimer. Pentru realizarea experimentului, cipurile au fost conectate printr-o singură panglică polimerică, cu o lungime de 30 de centimetri și o lățime de 0,4 milimetri. Prin intermediul aceastei panglici s-au putut transmite date pe trei canale, la o viteză de 105 Gbps, cu o eficiență energetică mult mai mare decât este posibilă în cazul firelor de cupru și cu o conexiune directă la cipurile de siliciu.
„Avem în vedere faptul că un pachet de panglici subțiri ar putea crește și mai mult viteza. Nu există o limită teoretică a vitezei de transfer de date”, a declarat Han. Exceptând creșterea numărului de canale, grupul de cercetători din cadrul MIT lucrează la alte modalități de creștere a ratelor de transmitere a datelor. Han a declarat faptul că sunt optimiști cu privire la depășirea barierei de 1 terabit pe secundă. Și, deși aceștia au fost limitați de configurația tehnică a laboratorului la un cablu de 30 cm, el este încrezător că echipa va putea ajunge să utilizeze cabluri chiar mai lungi de 1 metru.
Deși studiul este încă în fază incipientă, Han consideră că există posibilitatea ca industria tehnologică să adopte cablul polimeric al echipei MIT ca un nou standard în ceea ce privește viitoarele transferuri de date. Anterior, panglicile din polimer au fost folosite ca și ghiduri de undă pentru propagarea semnalelor electromagnetice, dar compatibilitatea directă cu cipurile de siliciu, fără necesitatea unei fabricații speciale, este o realizare extraordinară a echipei de cercetători din cadrul MIT. „Acest lucru face mult mai ușoară utilizarea, în continuare, a tehnologiilor existente, care conțin circuite integrate pe bază de siliciu”, a declarat Han.
Han speră că panglicile polimerice vor ajuta la dezvoltarea industriei, deși acest lucru nu va fi ușor, „deoarece acestea necesită stabilirea standardelor din industrie, dezvoltarea cipurilor cu circuite integrate, fabricarea cablurilor polimerice, a conectorilor etc.” În ciuda acestor provocări, Han rămâne optimist că demonstrația lor de succes va atrage atenția oamenilor de știință și a inginerilor din materiale care vor îmbunătăți calitatea și procesul de fabricație al cablurilor.
