Das Projekt EPIC4HPC treibt die Beschleunigung der Datenübertragung innerhalb von KI-Servern erheblich voran: Es wird ein Transceiver als Electro-Photonic Integrated Circuit (EPIC) mit reduziertem Energieverbrauch und erhöhter Packungsdichte entwickelt, der Datenraten bis zu 224 Gbit/s bei einem Energiebedarf unter 2 pJ/bit erreichen soll.
Künstliche Intelligenz verändert unser Leben – von medizinischer Diagnostik bis zu autonomen Fahrzeugen. Doch Hochgeschwindigkeits-Rechenzentren stoßen an Grenzen: Die Datenübertragungsraten innerhalb der Server werden oft zum Flaschenhals und begrenzen die Systemleistung.
rechts: 3D-Halbleiterstruktur des Micro-Ring-Resonators auf dem Mikrochip (Quelle: Ranovus GmbH)
Dieses Projekt entwickelt eine neue Generation elektrooptischer Transceiver für eine deutlich schnellere und energieeffizientere Datenübertragung. Solche Komponenten bilden die Schnittstelle zwischen elektrischen Signalen und Lichtimpulsen, die über Glasfasern weitergeleitet werden können. Das Forschungsteam setzt auf eine innovative Methode: Statt herkömmlicher Amplitudenmodulation wird eine spezielle Phasenmodulation genutzt, die eine kompaktere Bauweise und höhere Übertragungsgeschwindigkeiten erlaubt. Dazu werden spezielle Strukturen für die Transceiver eingesetzt und die Lösung in einem sogenannten Electro-Photonic Integrated Circuit (EPIC), also elektrische und optische Komponenten gemeinsam, in einem Mikrochip integriert. Dies kann die Datenrate auf bis zu 224 Gbit/s verdoppeln, während der Energieverbrauch unter 2 pJ/bit sinkt.
Zukünftig soll diese Technologie einen Baustein für leistungsstärkere Rechenzentren bilden. Um dies zu ermöglichen, entwickelt das Projektteam nicht nur die optischen Bauteile, sondern auch intelligente Regelungssysteme. Ein speziell konzipierter Embedded Controller sorgt dafür, dass die hochdynamischen Prozesse in Echtzeit geregelt werden können. Damit leistet das Projekt einen wichtigen Beitrag zur Weiterentwicklung moderner Kommunikationstechnologien und unterstützt den Ausbau digitaler Infrastrukturen.
