인텔, 실리콘 포토닉스 기술 통해 컴퓨터 설계를 획기적으로 바꿀 계기 마련

인텔, 실리콘 포토닉스 기술 통해
컴퓨터 설계를 획기적으로 바꿀 계기 마련
인텔, 세계 최초 통합 레이저 기반의 엔드 투 엔드 실리콘 포토닉스 접속 기술 개발로 컴퓨터 설계의 혁신과 놀랄만한 성능 향상, 에너지 절약 기대

  • 인텔 연구소는 하이브리드 실리콘 레이저 기술을 이용해, 통합 레이저가 적용된 세계 최초의 실리콘 기반 데이터 광접속(optical connection) 기술을 개발
  • 실험 단계 칩은 초 당 50기가 비트 속도로 데이터 전송, 속도를 더욱 향상시키기 위한 연구 중.
  • 노트북부터 슈퍼컴퓨터에 이르기까지 전통적인 시스템 디자인에 대한 개념을 완전히 바꿀 수 있는 기술
  • 서버 팜이나 데이터센터에서 대량의 케이블을 단 한 개의 광섬유로 대체해 공간 및 에너지를 현저하게 절감하면서 성능 병목 현상 해결

2010년 7월28일, 서울 – 인텔은 컴퓨팅 데이터 전송 시 전자 대신 광선을 이용하려는 연구에 대한 중요한 성과를 오늘 발표했다. 인텔은 통합 레이저(integrated lasers)를 이용해 세계 최초로 실리콘 기반 데이터 광접속 시제품을 개발했다. 이 접속 작업은 현재 사용되는 구리 기술보다 먼 거리를 훨씬 빠른 속도로 전송시킬 수 있다. HD 영화 한 편 분량에 달하는 최대 50Gb의 데이터를 1초에 전송할 수 있는 수준이다.

현재 컴퓨터 부품들은 구리 전선이나 회로 기판의 트레이스(trace)를 통해 상호 연결된다. 데이터를 전송하기 위한 구리 등의 금속 물질 사용에 동반되는 수신 저하 문제 때문에, 케이블들의 최대 길이에는 제한이 있다. 이로 인해 컴퓨터 설계의 제약이 따르고, 프로세서와 메모리를 비롯한 여러 부품들 사이의 간격이 몇 인치 이내로 제한된다. 오늘 발표된 연구 성과는 보다 먼 거리에 더욱 많은 데이터를 전송할 수 있는 매우 얇고 가벼운 광섬유로 이러한 접속 기술을 대체하기 위한 한 단계 도약으로 볼 수 있다. 미래의 컴퓨터 디자인 방식에 급격한 변화를 가져올 것이며, 향후 데이터센터 구축 방식도 바뀌게 될 것이다.

실리콘 포토닉스는 컴퓨팅 산업 전반을 아우르며 다방면에서 적용될 것으로 예상된다. 실제로 고속의 데이터 전송을 통해 벽면처럼 큰 3D 디스플레이에서도 실사와 같은 영상이 가능하다. 미래형 데이터센터나 슈퍼컴퓨터의 경우 각종 부품들이 건물 전체나 심지어 캠퍼스 전역에 걸쳐 흩어져 위치하게 되고, 용량이나 적용 범위가 제한되는 무거운 구리 전선에 제약을 받지 않고 빠른 속도로 연결될 수 있다. 이로 인해, 검색 엔진 기업이나 클라우드 컴퓨팅 제공 업체, 금융 데이터센터와 같은 곳에서 성능을 향상시키며 공간 및 에너지 비용은 현저하게 절감시킬 수 있다. 아울러 강력한 슈퍼컴퓨터를 설계할 수 있어 세계적으로 산적한 문제들을 해결하는데 일조를 할 수 있다.

인텔 CTO겸 인텔 연구소장인 저스틴 래트너(Justin Rattner)는 미국 캘리포니아주 몬테레이에서 열린 통합 광학 연구(Integrated Photonics Research) 회의에서 실리콘 포토닉스 링크(Silicon Photonics Link)를 시연했다. 이번 50Gbps 링크 시연은 데이터를 전송하는 기술들을 개발할 수 있게 해준다는 점에서 일종의 “컨셉카”와 유사하다. 또한 과거의 비싸고 생산이 어려운 비화 갈륨(Gallium Arsenide) 대신 저렴하면서도 생산이 쉬운 라이트 빔(Light Beam)을 사용했다는 점에서도 의의가 있다. 텔레콤 분야처럼 정보 전송에 벌써부터 레이저를 사용하는 애플리케이션들이 일부 있기는 하지만, 현재 이용되는 기술들은 너무 비싸며 PC 애플리케이션에 사용하기에는 크다. 저스틴 래트너 CTO 겸 인텔 연구소장은 “통합형 하이브리드 실리콘 레이저로 세계 최초의 50Gbps실리콘 포토닉스 링크를 개발한 성과는 미래형 PC 및 서버에 “실리콘화된” 광기술과 고대역의 저렴한 광통신을 구현하려는 인텔의 장기적 비전이 이룩한 주목할 만한 성과로 여겨진다.”라고 전했다.

50Gbps 실리콘 포토닉스 링크 시제품은 수년 간의 연구 결과물로, 여러 면에서 “세계 최초”라는 기록들을 달성했다. 실리콘 송신기와 수신 칩으로 구성되며, 각각에는 산타바바라 캘리포니아 대학과 2006년 공동 개발한 최초의 하이브리드 실리콘 레이저  (Hybrid Silicon Laser)뿐 아니라 고속 광 모듈레이터(high speed optical modulators), 2007년 발표된 광센서(photodetectors)를 비롯해 인텔의 기존 최첨단 기술들 중 필요한 모든 요소들이 적용되었다.

송신기 칩은 네 개의 레이저로 구성되며, 각각의 광선들은 데이터를 인코딩하는 광 모듈레이터까지 12.5Gbps 속도로 이동한다. 이동된 광선들은 합쳐져 50Gbps 데이터 전송율로 하나의 광섬유로 출력된다. 링크의 반대편 끝에서는 수신 칩이 네 개의 광선들을 분리시켜 광센서로 직접 보내게 되며, 이들은 데이터를 다시 전자 신호로 전환시킨다. 두 개의 칩은 현재의 저렴한 제조 기술들을 이용해 조립될 수 있다. 인텔 연구원들은 모듈레이터 속도 강화와 함께 칩 당 레이저 수 증가를 통해 데이터 전송률을 높여 향후 일반적인 노트북 컴퓨터에 저장된 전체 콘텐츠의 복사본을 일초 안에 전송시킬 수 있는 테라급의 링크 속도에 맞는 경로를 제공하기 위한 작업을 이미 시작했다.

이 연구는 인텔의 라이트 피크(Light Peak) 기술과는 별도로 진행되지만, 두 가지 연구 모두 인텔의 I/O 전략의 한 부분이라 할 수 있다. 라이트 피크 기술은 인텔 클라이언트 플랫폼에 멀티프로토콜 10Gbps 광 접속을 구현하기 위한 노력의 일환이며, 실리콘 포토닉스는 확연한 비용 절감과 테라급의 입/출력 대역폭 구현, 향후 다양한 미래형 애플리케이션에 적용될 수 있는 실리콘 통합 기술을 위한 연구이다. 혁신적인 이번 기술 개발의 성공은 인텔이 실현하고자 하는 목표에 한층 더 가까워진 의미 있는 도약이라 할 수 있겠다.

인텔에 대하여

인텔은 컴퓨팅 기술혁신 부문의 세계적 선도기업이다. 전 세계 컴퓨팅 기기의 기반이 되는 중요한 기술들을 개발, 구축한다. 인텔에 관한 자세한 내용은 www.intel.com/pressroom  혹은 www.blogs.intel.com  에서 확인할 수 있다.

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인텔에 대하여

반도체 업계의 선두주자인 인텔(NASDAQ: INTC)은 전 세계 혁신의 바탕이 되는 컴퓨팅 및 통신기술로 데이터 중심의 미래를 만들어가고 있다. 엔지니어링 분야에 있어 인텔의 전문성은 전 세계가 직면한 가장 큰 문제들을 해결하는데 기여할 뿐 아니라 클라우드와 네트워크, 엣지까지 스마트 커넥티드 월드를 구성하는 모든 인프라와 수십억개의 디바이스를 작동시키고 연결하는데 앞장서고 있다. 인텔에 대한 보다 자세한 정보는 newsroom.intel.com and intel.com 에서 확인 가능하다.

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