El nuevo DAC de IMEC combina alta velocidad y eficiencia energética. Crédito: IMEC
En el Simposio de 2025 sobre tecnología y circuitos VLSI, IMEC, un centro de investigación e innovación en nanoelectrónica y tecnologías digitales, e IDLAB, un grupo de investigación IMEC en la Universidad de Ghent y la Universidad de Amberes, Bélgica, anunció un ruptura significativa en la conversión digital de análogo de alta velocidad.
El nuevo convertidor digital a análogo de 150 GSA/S de 7 bits (DAC), fabricado en un proceso CMOS FINFET de 5 nm, logra velocidades de datos de hasta 300 GB/s utilizando la modulación PAM-4. Diseñado para abordar la creciente demanda de enlaces de centros de datos más rápidos, el DAC combina la velocidad y la eficiencia energética, estableciendo un nuevo estándar para la conversión de datos de cable.
La demanda de tasas de transferencia de datos más altas en los centros de datos continúa aumentando a medida que las aplicaciones intensivas en datos como el aprendizaje automático y la IA se vuelven más frecuentes.
Para manejar las grandes cantidades de datos que fluyen a través de estos centros, los sistemas de comunicación inicial se basan en convertidores analógicos a digitales (ADC) y convertidores digitales a analógicos (DAC) para convertir las señales analógicas en datos digitales y viceversa, lo que permite el uso de la transmisión sofisticada del procesamiento de señales sobre los enlaces físicos.
Sin embargo, a medida que los volúmenes de datos continúan aumentando, los ADC y los DAC deben convertir datos a velocidades cada vez más altas para garantizar la eficiencia. Por lo tanto, los ADC y DAC ultra rápido son esenciales para garantizar el flujo de datos en los sistemas de cable de próxima generación. Las arquitecturas convencionales a menudo se quedan cortas, lo que resulta en la degradación de la señal y las ineficiencias de potencia.
Al mismo tiempo, la eficiencia energética se está volviendo cada vez más importante, ya que la cantidad de interconexiones desplegadas dentro de las infraestructuras de centros de datos a gran escala crece a un ritmo aún más rápido que la cantidad de cómputo.
Micrografía de la matriz que contiene dos canales DAC. Crédito: IMEC
El último DAC de IMEC aborda estos desafíos al lograr una velocidad de muestra de alta velocidad de 150 GSA/s, capaz de generar velocidades de datos de hasta 300 GB/s utilizando PAM-4. Con el aumento de las tasas de datos, PAM-4 ha surgido como el esquema de modulación preferido en los centros de datos, lo que permite una transferencia de datos más rápida sin requerir más ancho de banda.
“Este DAC de 7 bits está diseñado para enlaces de centros de datos de próxima generación, dirigiendo tasas de datos superiores a 200 GB/s y finalmente alcanza 400 GB/s por carril. Para administrar eficientemente estas velocidades, el procesamiento de señal necesario se implementa en nodos CMOS avanzados como 5NM FINFET”, dice Peter Ossieur, gerente de programas para transbordadores IMEC en IMEC.
“En consecuencia, el DAC también debe realizarse dentro del mismo nodo tecnológico. La integración de arquitecturas tan complejas en los nodos CMOS escalados se basa en la experiencia única de IMEC en el diseño avanzado de circuitos integrados”.
Para optimizar la eficiencia energética, IMEC ha innovado la arquitectura DAC al reducir drásticamente el número de células unitarias de 127 a 34. Esto ha minimizado la actividad de conmutación, reduciendo efectivamente el consumo de energía (a 621 mW a 0.9V y 0.96V suministros) sin comprometer la velocidad. Esta reducción también disminuye los efectos parásitos, lo que permite una conversión de señal más precisa a velocidades de datos más altas.
Ossieur agregó: “Mirando hacia el futuro, el equipo tiene como objetivo abordar la creciente demanda de enlaces de datos aún más rápidos al dirigirse a la próxima generación de ADC y DAC basados en la tecnología CMOS de 3NM.
“El enfoque está en duplicar la tasa de muestreo a 300GSA/s y empujar el ancho de banda más allá de los 100 GHz. Para lograr dicha velocidad, IMEC se basará en su experiencia en diseño analógico, y ahora también aborda el diseño de circuitos de generación de relojes de juerga ultra baja dirigida a las precisiones de niveles de femtosegundos”.
Más información: www.vlsisymposium.org/wp-conte … vanceProgram0609.pdf
Cita: DAC de alta velocidad allana el camino para enlaces ópticos y eléctricos más rápidos y eficientes en energía en centros de datos (2025, 11 de junio) Recuperado el 11 de junio de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-06-high-dac-paves-faster-energy.html
Este documento está sujeto a derechos de autor. Además de cualquier trato justo con el propósito de estudio o investigación privada, no se puede reproducir ninguna parte sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona solo para fines de información.
