Новая технология позволит создать полностью оптические центры обработки данных

Согласно новому исследованию, проведенному UCL и Microsoft, новая технология, которая синхронизирует часы компьютеров менее чем за одну миллиардную долю секунды, может устранить одно из препятствий для развертывания полностью оптических сетей, что может привести к повышению эффективности центров обработки данных.

Команда, работающая с исследователями из Microsoft Research Cambridge, разработала прототип и обнаружила, что их метод, называемый «кэшированием фазы тактового генератора», может синхронизировать часы тысяч компьютеров менее чем за одну миллиардную долю секунды, что равно времени перемещения света по воздуху на расстояние в 30 см.

Центры обработки данных, состоящие из десятков или сотен тысяч подключенных серверов, являются базовой технологией, расширяющей возможности всего, что мы делаем в Интернете - от хранения фильмов и фотографий, до обслуживания веб-страниц и онлайн-сервисов. Тем не менее, сети сталкиваются с быстро растущим спросом, трафик между серверами увеличивается на 70% каждый год, и существующим технологиям становится все труднее удовлетворять растущие запросы. Полностью оптические сети, которые используют свет для передачи и маршрутизации данных, выглядят многообещающей альтернативой. Тем не менее, их жизнеспособность была ограничена из-за необходимости для каждого сервера непрерывно регулировать время часов в соответствии с входящими данными, что приводило к общему снижению производительности.

Исследование, опубликованное в Nature Electronics, показывает, что можно свести практически к 0 время синхронизации часов, если все подсоединенные серверы, настроить так, чтобы фазы тактового сигнала были внесены в память и показатели времени не приходилось перепроверять. Этого можно достичь посредством использования оптоволокна и специально запрограммированного аппаратного оборудования

Кандидат наук Кэри Кларк ведущий автор исследования, сказал: «Наше исследование впервые делает возможным оптическое переключение в центре обработки данных, предоставляя решение проблемы по синхронизации часов. Оно способно преобразовать связь между компьютерами в облаке, сделав ключевые технологии будущего, такие как Интернет вещей и искусственный интеллект, дешевле, быстрее и менее энерго-затратными».

До сих пор облачные провайдеры могли справляться с быстрым ростом спроса, полагаясь на закон Мура для сетей. Согласно этому закону «каждые два года интегральные схемы электронных коммутаторов удваивают скорость передачи данных при той же стоимости и мощности». Тем не менее, устойчивость этой тенденции все больше ставится под сомнение из-за проблем с созданием все более миниатюрных и скоростных кремниевых транзисторов.

Доктор Хитеш Баллани и доктор Паоло Коста, исследователи из Microsoft Research Cambridge и соавторы исследования, добавили: «Учитывая ожидаемое замедление действия закона Мура и постоянно растущий облачный трафик, полностью оптические сети представляют собой привлекательную технологию, которая до сих пор оставалась недосягаемой. Впереди еще долгий путь, но этот метод приближает нас к созданию оптического центра обработки данных».