Resumen
Los centros de datos (data centers) son uno de los elementos clave que están permitiendo cubrir el continuo aumento de la demanda en
el tráfico global de internet, el cual ha sido propiciado por un incremento exponencial en el uso de aplicaciones basadas en la nube,
servicios de streaming, redes sociales o análisis big data, entre otros. Sin embargo, mucho de ese tráfico no se produce realmente entre
los centros de datos y los usuarios o entre centros de datos, sino que se produce dentro de los propios centros de datos (más del 70% del
tráfico total de un centro de datos es tráfico interno). Una implicación clave de esta situación es el aumento en el consumo de energía de
estas infraestructuras, el cual está tremendamente influido por las altas necesidades de refrigeración que mitiguen el calentamiento
derivado del uso de señales eléctricas de alta velocidad. De hecho, los centros de datos son responsables del 1% de la demanda global
de electricidad en la actualidad, y se espera que esta demanda pueda alcanzar valores incluso alrededor del 8% en el año 2030. Por
tanto, es totalmente necesario desarrollar soluciones tecnológicas adecuadas que permitan abordar este enorme problema, el cual
conlleva un tremendo impacto medioambiental.
El proyecto ULAPOP aborda este problema proponiendo el desarrollo de una solución de conmutación innovadora y eficiente
energéticamente para el enrutado de tráfico de alta velocidad dentro de los centros de datos, algo que actualmente se realiza en el
dominio eléctrico. Para ello, se hará uso de tecnología fotónica en silicio (silicon photonics), la cual ya ha demostrado su potencial en este
contexto mediante el desarrollo de transceptores de alta velocidad, pero para la que todavía es necesario trabajar en el desarrollo de
nuevos dispositivos que reemplacen las funcionalidades que hoy en día se realizan en el dominio eléctrico de cara a mejorar las
prestaciones y reducir el consumo de potencia. Más concretamente, se propone el desarrollo de una nueva tecnología fotónica de
conmutación basada en un calcogenuro (seleniuro de antimonio o Sb2Se3), el cual puede proporcionar un cambio elevado y no volátil de
su índice de refracción y una absorción a frecuencias ópticas prácticamente despreciable. De esta forma, se podrá conseguir una
conmutación de fase óptica usando longitudes ultra-cortas y requiriendo un bajo consumo de potencia, ya que el estado de conmutación
permanecerá tras la reconfiguración del dispositivo sin necesidad de utilizar más energía. La tecnología propuesta se desarrollará sobre
chips de fotónica en silicio, de forma que podrá ser incorporada en las plataformas tecnológicas usadas por las principales compañías de
este sector.
De esta forma, la tecnología Sb2Se3/Si desarrollada en el proyecto ULAPOP contribuirá a la transición digital proporcionando una
solución de conmutación óptica innovadora y eficiente energéticamente para el procesamiento del tráfico en centros de datos. En este
contexto, el proyecto promoverá el desarrollo de tecnologías, capacidades e infraestructuras para una economía y una sociedad digitales.
Además, la propuesta de una tecnología fotónica que proporcione un consumo de energía significativamente inferior al del estado del arte
actual también contribuirá a mitigar el cambio climático debido a la gran mejora en la eficiencia energética obtenida.
