新型硅芯片收发器问世，无线传输速度提升至光纤级别120Gbps
据 IT 之家 1 月 27 日消息，1 月 22 日，加州大学尔湾分校（UCI）工程团队发布博文，该团队宣布成功研发出新型硅芯片收发器，其将无线传输速度提升到了光纤级别的 120 Gbps，换算之后大约是每秒能够传输 15 GB的量。
加州大学尔湾分校（UCI）官网制作的 AI 渲染图
据 IT 之家依据博文所做的介绍，这款芯片收发器具备的无线传输速度，超出当世最为先进的商用无线技术很多，从理论上来说，Wi-Fi 7 的速度是 30 Gbps ，5G 毫米波技术也就是 5 Gbps。
这表明了，这项全新技术的传输速度，是5G连接的24倍，它不但极大地刷新了无线传输的速率纪录，而且在速度方面，首次与数据中心普遍使用的100 Gbps光纤电缆相抗衡。
UCI的团队指出，现有的通信工程面临着这样的情况，速度越快，功耗就越高，这是物理铁律，依赖传统数模转换器也就是所谓的DAC的混合信号架构，在冲击100Gbps速度的时候会遭遇严重的情况，也就是“性能墙”。这种情况会导致芯片过热，甚至烧毁。
研究人员为把该问题给解决掉，并没有盲目地去追求晶体管微缩，而是从电路拓扑结构这个方面着手，把高耗能的数字域处理路径给摒弃掉了，把复杂的那种信号处理任务从数字域挪移到模拟域。
针对发射端，团队研发出了一种全新架构，它被称作“比特到天线”（Bits-to-Antenna），此架构将传统的数模转换器（DAC）完全舍弃，而是借助三个同步的子发射器，直接于射频域从事信号构建。
由加州大学尔湾分校的电子工程师所开发的，是一种新型硅芯片无线发射器，它的数据传输速度能够与光纤电缆相媲美，并且能效极高。该芯片上的组件包含：PRBS（伪随机比特序列发生器），LO（本振），QPSK（正交相移键控），Sub-TX（子发射器模块），SPI（串行外设接口）以及天线。图源：Payam Heydari / 加州大学尔湾分校。
以打比方的方式来讲，论文第一作者 Zisong Wang 表示，这种方法如同“在出门之前就达成行李被完美打包的状况”，并非是“朝着机场奔跑之际还在处理行李进行整理”。而且，这一设计成功达成对“DAC 瓶颈”的消除，在实现高速传输予以保证的情形下还显著使得复杂度以及功耗有所降低。
在接收端，团队推出了一项名为“天线到比特”（Antenna-to-Bits）的技术，该技术的目的在于解决高频信号处理中所存在的“采样瓶颈”。新芯片采用的技术并非传统接收器那种强行对高速信号进行数字化的做法，而是采用了“分层模拟解调”技术。
有一个无线收发器系统接收芯片，它是由加州大学尔湾分校的电子工程师开发的，其组成部分涵盖了RXFE（可称作接收前端），还有VGA（也就是可变增益放大器），以及CTLE（称为连续时间线性均衡器），另外包含CDR（即时钟和数据恢复），最终还有BB（基带）。图源来自Payam Heydari / 加州大学尔湾分校。
在信号数字化以前，它先行于模拟领域把繁杂的数据逐层次第剥离，此一策略致使接收芯片仅用消耗二百三十毫瓦的功率便能处理一百二十吉比特每秒的信号，令其能全然适配诸如智能手机这类便携式设备。
该项研究得出的成果，当下已然被整理成了两篇学术方面的论文，其中一篇详细叙述了“比特到天线”的发射器技术，另一篇详细叙述了“天线到比特”的接收器技术，这两篇论文都登载在了《IEEE 固态电路期刊》之上。