Foto: Estas fibras ópticas, apodadas ClearCurve, han sido desarrolladas por Corning e Intel para reemplazar los cables de cobre y transmitir datos más rápidamente. La oblea de silicio en el fondo se modela con chips capaces de convertir señales eléctricas y ópticas.

Intel espera mejorar la eficiencia de la informática mediante la introducción de una tecnología que sustituye los cables de datos de cobre convencionales por enlaces ópticos de datos más rápidos. El avance requiere que Intel integre láseres y otros componentes ópticos en chips de silicio, que por lo general solo se ocupan de las señales electrónicas.

La versión inicial de lo que Intel denomina como su tecnología de fotónica de silicio puede transmitir datos a una velocidad de 100 gigabits por segundo a lo largo de un cable de unos cinco milímetros de diámetro. Intel lo ofrecerá para su uso en la conexión de servidores dentro de centros de datos, donde podría reemplazar a los cables de datos PCI-E, capaces de transportar datos a velocidades de hasta ocho gigabytes por segundo, y a los cables de red, que llegan a los 40 gigabits por segundo en el mejor de los casos. La última versión del estándar USB común en los aparatos de consumo puede transmitir datos a solo cinco gigabits por segundo.

"Estamos lanzando la producción en masa, e Intel ha decidido hacer una inversión importante", asegura Mario Paniccia, que ha dirigido la investigación de fotónica de silicio en Intel durante años y hoy día dirige el grupo que se encarga de su comercialización. "Tenemos muchos clientes". Las futuras versiones de la tecnología están destinadas a aparecer fuera de los centros de datos, tal vez en aplicaciones de consumo.

La tecnología de Intel puede reducir significativamente los costes de funcionamiento de un centro de datos, los grandes grupos de ordenadores encargados de la computación de dichos datos, de ejecutar aplicaciones y acoger sitios web. Esto se debe a que uno de los nuevos cables ópticos de Intel puede reemplazar 10 o más de los cables de cobre PCI-E relativamente voluminosos que conectan los servidores apilados en el mismo bastidor. Esos cables impiden el flujo de aire utilizado para refrescar los servidores. Los centros de datos varían en su eficacia, pero por lo general la refrigeración supone aproximadamente la mitad del coste de funcionamiento.

La tecnología de fotónica de silicio de Intel también se puede utilizar para reemplazar los cables convencionales de las redes Ethernet. Podría permitir a las empresas replantearse las formas ya establecidas de organización de ordenadores dentro de los centros de datos.

Intel ha desarrollado una pequeña placa de circuito que se puede agregar a un servidor para actualizarlo a la tecnología óptica. La parte más importante de la misma es un módulo compacto que contiene uno o más chips de silicio de Intel (la compañía no señala cuántos) capaz de convertir las señales electrónicas de un ordenador y las ópticas capaces de viajar por la fibra. Entre los componentes ópticos internos de los chips están cuatro láseres de silicio capaces de transmitir datos a una velocidad de 25 gigabits por segundo cada uno. Una tarjeta puede contener más de uno de estos chips ópticos, dependiendo de la cantidad de ancho de banda que se necesite. Intel ha trabajado con Corning, conocida por inventar el Gorilla Glass utilizado en muchos dispositivos móviles, para desarrollar nuevos conectores y cables con los que vincular las nuevas placas ópticas.

La forma actual de la tecnología fue diseñada teniendo en cuenta las opiniones de empresas como Facebook, Microsoft y la empresa de hosting en nube Rackspace, algunas de las cuales se han comprometido a utilizar la tecnología, afirma Paniccia. No se han anunciado los precios y disponibilidad de la tecnología, pero podría crear una importante nueva fuente de ingresos para Intel. En 2012 se vendieron un total de 8,1 millones de servidores en todo el mundo, según IDC, y muchas empresas como Amazon, Apple y Facebook están haciendo fuertes inversiones en centros de datos.

Intel también está trabajando con algunos operadores de clusters de ordenadores extremadamente potentes y superordenadores, entre ellos algunas agencias del Gobierno estadounidense no especificadas. Agencias de inteligencia como la Agencia de Seguridad Nacional y la CIA son conocidas por utilizar ordenadores de alta potencia para procesar y analizar los datos recogidos a través de la vigilancia.

Los servidores actuales son ordenadores independientes con procesadores, memoria y almacenamiento que habitan en una sola capa de una fila de servidores. El impulso de ancho de banda de la fotónica de silicio hace que sea posible llenar toda una capa de una fila con procesadores, otra con memoria y una tercera con almacenamiento. Eso puede hacer que las actualizaciones sean más rápidas y ayudar a hacer un mejor uso de la refrigeración, dirigiéndola hacia los componentes que más la necesitan, señala Pannicia.

Algunos de los socios de Intel están considerando una versión más extrema de este enfoque. Se trataría de mantener en zonas totalmente independientes la memoria, los procesadores y el almacenamiento de datos, vinculándolos todos con conexiones ópticas. Eso podría permitir nuevas mejoras en el mantenimiento y la refrigeración. También podría permitir que la memoria fuera 'virtualizada' de modo que fuera asignada dinámicamente al software y los servidores que la necesitaran, lo cual resulta un enfoque más eficiente que tener que asignarla a servidores específicos.

Andy Lawrence, vicepresidente de investigación de tecnologías para centros de datos en 451 Group, una firma de análisis, asegura que el mayor impacto del avance óptico estará en el diseño de centros de datos. "Los operadores de centros de datos no están limitados precisamente por la tecnología de cobre existente, sino por la forma en que distribuyen su equipo y diseñan sus centros de datos", afirma. "La fotónica de silicio debería dar libertad a los diseñadores".

La tecnología de Intel hace uso del hecho de que el silicio utilizado para fabricar chips de ordenador es transparente a la luz infrarroja, mientras que el óxido de silicio, una característica común de los chips, es opaco a la misma. La luz puede ser dirigida por la superficie de un chip de ordenador en el interior de tubos simples de silicio con recubrimiento de óxido de silicio, unas estructuras que se pueden crear muy fácilmente usando técnicas convencionales de fabricación de chips.

Sin embargo, el equipo de Paniccia tuvo que hacer grandes avances científicos dentro del campo de la óptica para encontrar formas de crear sobre la superficie un chip de silicio los demás componentes de un sistema de comunicación basado en luz. Las partes más importantes de este esfuerzo fueron la creación de un láser de silicio, un modulador de silicio para codificar datos en un haz láser, y un componente de silicio para convertir una señal de luz en una electrónica.

Intel no ha hablado públicamente en detalle sobre el proyecto desde 2010, cuando se presentó el primer chip de trabajo que contenía todos los componentes (ver "Computación a la velocidad de la luz"). "Durante los últimos dos años hemos estado pensando cómo hacerlo en grandes volúmenes", afirma Paniccia, a pesar de no dar información sobre las soluciones en las que Intel ha pensado. Aunque la compañía está muy por delante de sus rivales en cuanto a la fotónica de silicio, IBM, HP y algunas empresas más pequeñas están trabajando en una tecnología similar.