Peneliti Tiongkok ciptakan chip multiplexer fotonik silikon yang menggunakan cahaya, bukan listrik untuk komunikasi data, dan mengembangkan chip berkapasitas sangat tinggi, yang memfasilitasi transmisi data optik pada chip.
Silicon Photonics/fotonik silikon mengubah industri semikonduktor dengan memungkinkan solusi yang lebih cepat, lebih efisien, dan terukur untuk komunikasi data, penginderaan, dan komputasi tingkat lanjut. Integrasi komponen optik dan elektronik pada chip silikon tidak hanya meningkatkan kinerja tetapi juga memanfaatkan proses manufaktur yang ada, menjadikannya teknologi utama untuk masa depan semikonduktor.
Fotonik Silikon dalam semikonduktor menawarkan:
Transmisi Data Berkecepatan Tinggi: Fotonik silikon memungkinkan transmisi data pada kecepatan yang sangat tinggi menggunakan cahaya, yang menawarkan lebar pita yang jauh lebih tinggi daripada sinyal listrik tradisional.
Efisiensi Daya: Komunikasi optik mengurangi energi yang dibutuhkan untuk mengirimkan data dalam jarak jauh dibandingkan dengan sinyal listrik, yang mengalami hambatan dan kehilangan panas.
Skalabilitas: Fotonik silikon memungkinkan integrasi komponen fotonik dan elektronik pada satu chip, sehingga mengurangi ukuran dan kompleksitas perangkat.
Dengan mengurangi konsumsi energi dan memungkinkan transmisi data yang lebih efisien, fotonik silikon berkontribusi dalam mengurangi jejak karbon pusat data dan jaringan komunikasi, yang mendukung tujuan keberlanjutan global.
Apa pentingnya Fotonik Silikon dalam semikonduktor?
Ada banyak, namun beberapa atribut utamanya meliputi:
* Rutin pemindaian terintegrasi untuk penyelarasan serat optik
* Ideal untuk aplikasi dalam fotonik silikon
* Paket perangkat lunak yang lengkap
* Deteksi langsung sinyal optik
* Sensor posisi untuk akurasi tinggi dan keandalan operasional
* Penyelarasan otomatis beberapa fivers dalam <0,2 detik
Apa saja pertimbangan utama lainnya?
Persiapan dan penyusunan merupakan hal yang penting, berikut ini:
* Kontak Celah Udara
* Enkapsulasi Celah Udara
* Indeks bias epoksi
* Perlu toleransi terhadap Susunan Serat
* Perlu suhu maksimum
Masa depan Silicon Photonics
Cakrawala Silicon Photonics/Fotonik Silikon dipenuhi dengan berbagai kemungkinan, termasuk:
* Integrasi Heterogen: Ada dorongan untuk mengintegrasikan berbagai bahan dan komponen, seperti semikonduktor III-V untuk laser, langsung ke dalam chip silikon. Integrasi heterogen ini memungkinkan sirkuit fotonik yang lebih ringkas dan efisien serta penting untuk sistem fotonik silikon yang terintegrasi sepenuhnya.
* Teknik Pengemasan Canggih: Seiring dengan berkembangnya fotonik silikon, teknik pengemasan canggih tengah dikembangkan untuk mengurangi kerugian, meningkatkan manajemen termal, dan memungkinkan produksi bervolume tinggi.
Terobosan Tiongkok
Sebuah tim peneliti Tiongkok telah mengembangkan chip multiplexer mode tingkat tinggi terintegrasi fotonik silikon, yang memungkinkan transmisi data optik pada chip berkapasitas sangat tinggi, Global Times mengetahui dari Universitas Fudan pada pertengahan Maret lalu.
Terobosan ini menawarkan solusi baru untuk interkoneksi optik di pusat data dan server komputasi berkinerja tinggi, sekaligus meletakkan dasar yang kokoh untuk kecerdasan buatan (AI), komputasi paralel skala besar, dan pelatihan model. Temuan ini telah dipublikasikan di Nature Communications.
Seiring dengan meningkatnya skala model AI bahasa besar, bandwidth komunikasi antara chip dan node komputasi cerdas menjadi tantangan yang semakin besar. Sebuah tim peneliti dari Sekolah Ilmu Informasi dan Teknologi Universitas Fudan mengintegrasikan teknologi multiplexing multidimensi ke dalam interkoneksi optik pada chip melalui desain dan pengoptimalan yang tepat.
Inovasi ini secara signifikan meningkatkan throughput transmisi data sekaligus mencapai efisiensi luar biasa dalam konsumsi daya dan latensi transmisi, menurut laporan "Science and Technology Daily".
Dengan skalabilitas dan kompatibilitas yang kuat, teknologi ini dapat diaplikasikan untuk berbagai kebutuhan komputasi berkinerja tinggi. Berdasarkan hal ini, tim mengembangkan chip multiplexer mode orde tinggi terintegrasi fotonik silikon, yang memungkinkan transmisi data optik pada chip berkapasitas sangat tinggi. Pengujian menunjukkan bahwa chip tersebut mendukung 38 Tbps(Terabits per second)*, yang mampu mentransfer 4,75 triliun parameter model per detik, menurut laporan tersebut.
*Chip dengan throughput Tbps (Terabit per detik) mengacu pada chip semikonduktor yang dirancang untuk transmisi data berkecepatan tinggi, yang mampu menangani kecepatan data dalam kisaran terabit. Chip ini sangat penting untuk kemajuan di bidang seperti pusat data, infrastruktur AI, dan komputasi berkinerja tinggi, yang memungkinkan pemrosesan dan komunikasi data yang lebih cepat.
Kemajuan ini secara signifikan meningkatkan efisiensi dan keandalan komunikasi dalam pelatihan model skala besar dan klaster komputasi, memberikan dukungan kuat untuk AI, pelatihan model, dan komputasi yang dipercepat GPU, kata laporan surat kabar itu.
"Meskipun sebagian besar chip berskala besar saat ini bersifat elektronik, penelitian terhadap chip fotonik telah mendapatkan momentum, yang memfasilitasi peralihan dari transmisi elektronik ke transmisi optik," kata Ma Jihua, pengamat industri telekomunikasi veteran, kepada Global Times pada hari Kamis (20/03/2025).
Namun, mengintegrasikan komponen optik dan elektronik tetap menjadi tantangan, karena komunikasi biasanya bergantung pada teknologi CMOS. Teknologi baru ini memungkinkan interkoneksi berbasis fotonik, yang secara signifikan mengurangi latensi transmisi dan meningkatkan efisiensi, menurut Ma.
Dia menyoroti bahwa multiplexing tingkat tinggi sangat meningkatkan efisiensi transmisi dibandingkan sistem mode tunggal tradisional, sejalan dengan meningkatnya permintaan untuk transfer data berkecepatan tinggi dan bervolume tinggi, terutama dalam aplikasi AI. Terobosan ini meningkatkan lebar pita dan kecepatan, memberikan dukungan kuat untuk jaringan generasi berikutnya.
Ma Jihua menambahkan bahwa teknologi baru ini dapat sangat meningkatkan pelatihan AI domestik, meningkatkan efisiensi penggunaan daya dan kelayakan komersial. "Terobosan besar dalam aplikasi mungkin akan terjadi dalam tiga hingga lima tahun ke depan," katanya.
Terobosan dari Universitas FudanÂ
Universitas Fudan berhasil mengembangkan chip multiplexer mode orde tinggi terintegrasi fotonik silikon.
Fiber Optic Online melaporkan bahwa seiring dengan terus meluasnya skala model kecerdasan buatan (AI), masalah bandwidth komunikasi yang tidak memadai antara chip komputasi cerdas dan node komputasi menjadi semakin menonjol.
Metode interkoneksi elektronik tradisional tidak dapat memenuhi kebutuhan kluster GPU, pusat komputasi super, dan platform komputasi awan untuk pertukaran data berkecepatan tinggi, berkapasitas besar, dan berefisiensi tinggi.
Terutama dalam proses pelatihan model besar, parameter masif perlu sering dikirimkan antara node komputasi. Bandwidth interkoneksi yang tidak memadai tidak hanya mengurangi kecepatan respons sistem, tetapi bahkan dapat menyebabkan waktu henti, yang secara serius memengaruhi efisiensi komputasi dan pengalaman pengguna.
Bagaimana cara menerobos keterbatasan fisik transmisi elektronik dalam hal bandwidth dan konsumsi energi serta membangun arsitektur interkoneksi baru dengan foton sebagai pembawa informasi?
Baru-baru ini, Peneliti Zhang Junwen dan Profesor Chi Nan dari School of Information Science and Engineering di Fudan University telah berkolaborasi dengan tim peneliti terkait untuk memperkenalkan teknologi multiplexing multidimensi ke dalam arsitektur interkoneksi optik pada chip melalui desain dan pengoptimalan yang presisi. Hal ini tidak hanya meningkatkan throughput transmisi data secara signifikan, tetapi juga unggul dalam konsumsi daya dan latensi. Teknologi ini memiliki skalabilitas dan kompatibilitas yang kuat, serta cocok untuk berbagai skenario komputasi berkinerja tinggi.
Atas dasar ini, tim merancang dan mengembangkan chip multiplexer mode orde tinggi terintegrasi fotonik silikon, yang mencapai transmisi data optik berkapasitas sangat besar pada chip. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa chip tersebut dapat mendukung kecepatan transmisi data sebesar 38 Tbps, yang berarti bahwa di masa mendatang, 4,75 triliun parameter model besar dapat ditransfer dalam 1 detik, yang secara signifikan meningkatkan kinerja dan keandalan komunikasi antara pelatihan model besar dan kluster komputasi, dan memberikan dukungan yang kuat untuk aplikasi seperti kecerdasan buatan, pelatihan model besar, dan komputasi yang dipercepat GPU. (seperti yang telah disebutkan di atas)
Terobosan teknologi ini tidak hanya menyediakan solusi baru untuk sistem interkoneksi optik di pusat data dan server komputasi berkinerja tinggi, tetapi juga meletakkan dasar teknis yang kokoh untuk kecerdasan buatan, komputasi paralel skala besar, dan pelatihan model besar. Hasil penelitian yang relevan dipublikasikan dalam jurnal internasional Nature Communications.
Sumber: Media TV & Tulisan Luar Negeri
https://www.globaltimes.cn/page/202503/1330047.shtml
https://www.globaltimes.cn/page/202503/1330047.shtml
http://www.c-fol.net/news/1_202503/20250313152640.html
https://www.integra-tech.com/faq/silicon-photonics
http://en.people.cn/n3/2025/0314/c90000-20289312.html
Follow Instagram @kompasianacom juga Tiktok @kompasiana biar nggak ketinggalan event seru komunitas dan tips dapat cuan dari Kompasiana. Baca juga cerita inspiratif langsung dari smartphone kamu dengan bergabung di WhatsApp Channel Kompasiana di SINI
