A Fujitsu Laboratories Ltd. és a Fujitsu Laboratories of America Inc. bemutatta 10 Gibit/s sebességű, többcsatornás adóvevő áramkörét, amely 1,7-szeresére növeli a szerveren belüli adatátviteli távolságot a meglévő technológiához képest. Az új technológiát a nagy teljesítményű többprocesszoros szerverek kommunikációs csatornájaként működő backplane-ekben1 fogják hasznosítani

A megoldás képes ellensúlyozni a hosszabb csatornáknál fellépő adatjeltorzulást, és a jelenlegi 70-ről 120 cm-re növeli a csatornákon belül elérhető adatátviteli távolságot². Ezáltal olyan nagyméretű és nagy teljesítményű szerverrendszerek építését teszi lehetővé, amelyek több processzort kapcsolnak össze a korábban lehetségesnél.

Az új technológia részletes bemutatására a február 20. és 24. között megrendezett ISSCC konferencián (IEEE International Solid-State Circuit Conference 2011) került sor.

A modern számításifelhő-rendszereket támogató adatközpontokban nagy teljesítményű és nagy sűrűségű szerverrendszerek működnek, jellemzően pengeszerverekkel vagy többprocesszoros szerverekkel. Mindkét szervertípus a backplane-nek nevezett áramköri lappal működik - erre telepítik nagy sűrűséggel a processzorokat és az adatkommunikációs lapkákat tartalmazó többi áramköri lapot. A backplane feladata, hogy biztosítsa a kommunikációt ezek között az áramköri lapok között. A nagyobb teljesítményű rendszerek építéséhez a jövőben a backplane-eknek nagyobb sebességgel kell továbbítaniuk az adatjeleket és több processzort kell nagyobb rendszerekké összekapcsolniuk.

Műszaki kihívások
A 10 Gibit/s átviteli sebességgel működő backplane-eknél az átviteli veszteség jeltorzulást eredményez, megakadályozva az adatok pontos továbbítását. Ha az adattorzulás túl nagy, nehezen lehet pontosan visszaállítani az órajel-komponenseket a "0" és "1" adatjelek észleléséhez.

Nagyobb átviteli sebesség és hosszabb átviteli csatornák esetén a jeltorzulás erősödik, ezért a meglévő többcsatornás adóvevőknél eddig 70 cm volt a 10 Gibit/s sebességű kommunikáció távolsághatára³. Ez megnehezítette a 85 cm széles, nagyméretű szerverekben a kommunikáció gyorsítását és kihívást jelentett a nagy sebességű adóvevők átviteli távolságának növelése terén.

Új fejlesztésű technológia
A Fujitsu Laboratories új jelfeldolgozó algoritmust fejlesztett ki, amely képes ellensúlyozni a hosszú backplane csatornáknál megfigyelhető amplitúdótorzulást⁴ és fázistorzulást⁵, így 10 Gibit/s adatátviteli sebességnél a maximum 41 dB veszteségből keletkező jeltorzulások teljesen korrigálhatók. Ennek köszönhetően a backplane csatornák lehetséges hossza 70-ről 120 cm-re nő.

Az új technológia főbb jellemzői:
1. A fázistorzulás kompenzálása
A Fujitsu Laboratories technológiája figyeli és észleli a hosszú backplane-jelcsatornákon fellépő fázistorzulást és jelkompenzációs áramkörök (kiegyenlítő áramkörök) szabályozott alkalmazásával, pontosan korrigálja az adatokat mind a küldő, mind pedig a fogadó oldalon.

2. Pontos órajel-generálás
A hosszú jelcsatornában kialakuló torzítások kompenzálása után visszamaradó zaj negatív hatásának csökkentése érdekében a Fujitsu Laboratories olyan áramkört dolgozott ki, amely pontosabb órajeleket generál, és lehetővé teszi, hogy a rendszer a továbbított adatokból a zaj által viszonylag kevésbé érintetteket válassza ki. A pontos órajeleknek köszönhetően az "1" és "0" értékek nagy pontossággal megkülönböztethetők egymástól.

Eredmények
A nagy sebességű adóvevő áramkörök alkalmazásával hosszabb átviteli csatornák esetén is fenntartható az integrált áramköröknél a nagy sebességű kommunikáció, és lehetővé válik a több processzort tartalmazó, nagyobb méretű és nagyobb teljesítményű szerverrendszerek kialakítása. Mivel az áramköri megoldás a jelenlegi szint alá csökkenti a jeltorzulást, a veszteségmérséklés érdekében drága anyagokból készített áramköri lapok viszonylag nagyobb veszteségű, olcsóbb anyagokból is gyárthatók a 10 Gibit/s átviteli sebesség veszélyeztetése nélkül.

A Fujitsu Laboratories az új megoldást beépíti gyártástechnológiáiba és alkalmazni fogja a nagy teljesítményű szerverrendszerek fejlesztésénél.

A Fujitsu Laboratories honlapja

1: Backplane: A csatlakozókat nagy sűrűségben tartalmazó áramköri lap, amely más áramköri lapok összekapcsolására szolgál. A nagy teljesítményű, nagy sűrűségű szerverrendszerek elsődleges kommunikációs csatornája. Néha midplane-nek is szokták hívni.
2: 120 cm-es átviteli csatorna: Az áramköri lapok szokásos alapanyaga (FR-4) és két csatlakozó használata esetén

3: A 10 Gibit/s sebességű átviteli csatornák 70 cm-es határértékének érvényessége: Az áramköri lapok szokásos alapanyaga (FR-4) és két csatlakozó használata esetén

4: Amplitúdó-torzulás: A frekvenciától függően változó jelamplitúdó által okozott torzulás a hullámformában.

5: Fázistorzulás: A frekvenciától függően változó terjedési késedelem által okozott torzulás a hullámformában.