컴퓨터 내부 데이터 속도 10배 높인 광컴퓨터 기술 개발

ETRI "광 송수신 단일칩 개발…미래컴퓨팅·데이터통신 혁신 기여"

국내 연구진이 컴퓨터 내부의 칩과 칩끼리 빛으로 데이터를 주고받아 기존 전기신호보다 10배 이상 빠르게 데이터를 처리할 수 있는 기술을 개발했다.

한국전자통신연구원(ETRI·원장 김흥남)은 8일 나노인터페이스소자연구실 김경옥 박사팀이 전기신호가 아닌 빛으로 데이터를 주고받는 미래 컴퓨터를 실현할 수있는 실리콘 반도체 기반의 광 송수신 단일칩을 개발했다고 밝혔다.

이 연구 결과는 네이처출판그룹(NPG)이 발간하는 국제학술지 '사이언티픽 리포트'(Scientific Reports, 6월 10일자)에 게재됐다.

광 송수신 단일칩은 컴퓨터에 '빛의 도로'를 내 칩들 사이 또는 칩 내부에서 빛으로 통신할 수 있게 하는 '실리콘 포토닉스' 기술로 실리콘 전자회로 칩에 광데이터 입출력 기능을 추가시킬 수 있는 플랫폼 기술이다.

현재 컴퓨터에 사용되는 칩의 회로와 칩을 연결하는 회로는 구리선으로 돼 있어전기신호를 이용한 데이터 전송 속도를 높이고 전송량을 늘리는 데 제약이 있다. 광송수신 단일칩을 이용하면 전기신호보다 10배 이상 빠른 빛으로 데이터 송수신을 할수 있다.

연구진은 이 기술은 전자 집적회로와의 통합성을 증가시키고 칩 사이에서 광데이터 송수신이 효율적으로 이루어지도록 해 향후 고성능 컴퓨터(HPC), 중앙처리장치(CPU), 메모리, 3차원 IC, 광부품 등 광범위한 산업에 적용할 수 있다고 설명했다.

또 이 기술은 기존 전기 데이터 속도인 라인당 최대 1∼2Gbps를 10∼수십 배 끌어올릴 수 있다며 전송 거리에도 구애받지 않고 일반 컴퓨터 환경에서도 광통신 속도를 그대로 구현, 채널당 10∼40Gbps의 속도를 낼 수 있다고 연구진은 덧붙였다.

연구진은 이 기술이 실리콘 포토닉스 기술의 실질적 전자 칩 적용을 어렵게 하는난제인 기판(SOI), 소자의 크기와 성능, 칩-레벨 광원 문제 등을 극복, 전자회로와의 통합성 및 실용성을 실현할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

연구진은 이 기술을 적용해 실리콘 칩 간에 라인당 초당 20기가비트(Gbit) 데이터의 저전력 초고속 광연결 프로토타입을 선보였다.

ETRI는 이 기술이 앞으로 컴퓨터 CPU, 메모리 등 미래 컴퓨터 칩에 플랫폼으로적용되면 비교적 저렴한 웨이퍼 수준의 양산 공정이 가능하고 데이터 입출력 속도및 대역폭을 크게 향상시키는 것도 가능할 것으로 전망했다.

ETRI는 또 이 기술은 전자-광 단일집적의 실용화에도 큰 영향을 줄 것이라며 향후 광통신 부품, 모바일기기, 센서, 디스플레이 부품 등 실용화에도 큰 파급효과가예상된다고 밝혔다.

연구책임자인 김경옥 박사는“이 성과는 차세대 광전융합 반도체 기술의 국가경쟁력을 높이는 계기가 돼 세계시장을 선점하고 미래 컴퓨터 시장을 선도해 나가는데 기여할 것"이라며 "실리콘 포토닉스 기술을 반도체 업체, 광부품 업체 등에 이전할 계획"이라고 말했다.

scitech@yna.co.kr(끝)<저 작 권 자(c)연 합 뉴 스. 무 단 전 재-재 배 포 금 지.>