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Senor-/Aktorsysteme

Integrationstechnologien für eine vernetzte Welt

15. November 2013, 6:28 Uhr | Von Harald Pötter, Klaus-Dieter Lang, Karl-Friedrich Becker, Maik Hampicke, Olaf Bochow-Neß und Georg Weigelt

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Fortsetzung des Artikels von Teil 8

Optische Technologien: Energieeffizientere Rechenzentren bei höherer Leistungsfähigkeit

Große Rechenzentren sind hinsichtlich ihres Stromverbrauchs durchaus mit Großstädten zu vergleichen. Die Verarbeitung der riesigen Datenmengen fordert ihren Tribut und zieht den Bedarf entsprechender Mengen an elektrischer Energie nach sich. Rund 2,26 Milliarden kWh werden beispielsweise auf den Server-Farmen von Google pro Jahr benötigt. Das entspricht in Deutschland dem privaten Bedarf von ca. 1.200 Einwohnern.

Nach Einschätzung der Partner des europäischen Projekts PhoxTroT ist es möglich, den Energieverbrauch solcher Rechenzentren mit der Umstellung auf weitestgehend optische Datenübertragung um mehr als die Hälfte zu senken und dabei die Kapazität der Datenverbindungen sogar noch zu verdoppeln – von 1 auf 2 Tbit/s. Diese Effizienzsteigerung ist zum größten Teil mit bereits vorhandenen Technologien zu erreichen.

Voraussetzung dafür ist, dass diese intelligent mit einander verbunden werden. So lassen sich mit Silikonpolymeren äußerst kompakte passive Komponenten gestalten. Die Herausforderung liegt dann darin, diese kosteneffizienten passiven Komponenten mit hocheffizienten aktiven Komponenten wie etwa Phosphid-Photodioden oder plasmonischen Lasern zu verbinden. Ein weiteres Ziel des Projekts ist es, die unterschiedlichen Hierachieebenen „on board“, „board to board“ und „rack to rack“ aufzubrechen. Ein Baustein dieser Entwicklung ist die Nutzung der Single-Mode-Technik, mit der sich Streuverluste minimieren lassen, die bei den herkömmlichen Multi-Mode-Fasern die maximal mögliche Länge einer Signalübertragung begrenzen. Mit der Integration entsprechender Treiber auf dem Board lassen sich hohe Datenraten sowohl on-board als auch über große Entfernungen (rack to rack) und mit minimaler Verzögerung übertragen.