Neue Laserdioden für stromsparende Datenzentren

Ein Forscher-Team der Technischen Universität (TU) Berlin hat neuartige Laserdioden für die optische Datenübertragung insbesondere in Supercomputern entwickelt. Diese sollen zukünftig einen erheblichen Beitrag zur Energieeinsparung in Datenzentren leisten können. Datenzentren von Google, Facebook oder anderen Internet-Diensten benötigen heute Unmengen von Energie. Bereits heute beträgt deren Stromverbrauch je nach Schätzung drei bis fünf Prozent der weltweit produzierten Energiemenge und ist damit von hoher ökologischer und ökonomischer Bedeutung. Hinzu kommt, dass die im Internet übertragene Datenmenge unverändert schnell um 50 bis 60 Prozent jährlich wächst.

Durch neuartige, mobile, internetfähige Geräte wie Smartphones und Tablet PCs entstehen stetig neue Anwendungen des Internets. Auch durch die wirtschaftliche Entwicklung in bevölkerungsreichen Ländern wie China und Indien wird die Anzahl der Internetnutzer in Zukunft drastisch ansteigen.

Die zur Datenübertragung in den Rechenzentren heutzutage verwendeten elektronischen Interconnects stoßen bereits heute an ihre physikalischen Grenzen, was Energieeffizienz, Datenrate und Übertragungsdistanz angeht. Deshalb ist ein Technologie-Wechsel notwendig, der einerseits mehr Leistung bringt und gleichzeitig den Energiehunger der Datenzentren eindämmt.

Hier setzten die Forschungen der Arbeitsgruppe vom Institut für Festkörperphysik der TU Berlin an. Die Wissenschaftler entwickeln optische Interconnects, die im Vergleich zu den elektronischen Verbindungen eine wesentlich höhere Datenübertragungsrate bei niedrigerem Energieverbrauch und größerer maximaler Übertragungsstrecke bieten. Hierzu werden hocheffiziente Laserdioden entwickelt, die zehn Mal energieeffizienter und dabei doppelt so schnell wie die heute verfügbaren Varianten sind.

Entwickelt werden die neuartigen Laserdioden gemeinsam mit der Firma VI Systems, einer Ausgründung aus der TU Berlin. Die von der Firma zur Marktreife gebrachten hocheffizienten Laserdioden erfüllen mit einer hohen Datenrate von bis zu 28 Gigabit pro Sekunde bereits heute die strengen Anforderungen für die Verwendung in zukünftigen optischen Interconnects für die Datenübertragung in Rechenzentren und Supercomputern.