- Datamäärät ovat jo pitkään kasvaneet räjähdysmäisesti ja datakeskusten kapasiteetti on kaksinkertaistunut puolentoista vuoden välein. Vuonna 2014 yksistään EU-maiden datakeskukset kuluttivat noin 120 terawattituntia (TWh) energiaa. Energiamäärä vastaa neljäntoista yhden gigawatin (GW) ydinreaktorin vuotuista maksimituotantoa, tai kaksinkertaisesti Suomen tämänhetkistä sähköenergiatuotantoa, VTT kertoo lehdistötiedotteessa.

Nykyisessä teknologiassa muunnokset optisten ja elektronisten signaalien välillä sekä elektroniikan vaatima jäähdytys ovat suurimmat energiahäviöiden lähteet.

Langattoman tiedonsiirron osalta antennien lisääntyminen linkkiasemissa johtaa kaistanleveyden loppumiseen ja vaatii yhä enenevässä määrin optista tiedonsiirtoa sekä langattomaan verkkoon kytkeytyvien datakeskusten sisällä että niiden ja linkkiasemien välillä.

VTT:n koordinoiman Optical Information Processing for Energy-Efficient Data Centres (OPEC) -hankkeen tavoitteena on kehittää uusia komponenttitason ratkaisuja optiseen tiedonsiirtoon kiinteän verkon megadatakeskuksissa sekä langattoman tiedonsiirron linkkiasemissa ja datakeskuksissa.

- Projektissa kehitetään erityisesti lähettimissä ja vastaanottimissa tarvittavia komponentteja sekä tuotantoa tukevaa teknologiaa liittyen kiekkojen valmistukseen ja aktiivisten sirujen automatisoituun tarkkuuskokoonpanoon. Pääpaino on kehittää teknologiaa vastaamaan teollisuuden vaatimuksia.

Tulevaisuuden uusia materiaaleja?

Tulevaisuuden haasteisiin pureudutaan hankkeessa kehittämällä seuraavien sukupolvien teknologioita. Erityisesti uusiin kaksi-ulotteisiin materiaaleihin perustuvien aktiivikomponenttien uskotaan ylittävän perinteisten puolijohdekomponenttien suorituskyvyn moninkertaisesti. Tästä yhtenä esimerkkinä grafeeni.

Grafeeni on vajaa vuosikymmen sitten löydetty venyvä ja joustava, mutta samalla erittäin kova ja satoja kertoja terästäkin lujempi materiaali, jonka sanotaan olevan yhtä lupaava materiaalilöydös kuin mitä muovi oli keksimisensä aikaan. Toistaiseksi materiaali on vasta laboratoriovaiheessa, mutta sen toivotaan parantavan tuotteiden ominaisuuksia radikaalisti kaikilla toimialoilla. Siitä voidaan tulevaisuudessa mahdollisesti valmistaa tuntuvasti entistä kevyempiä, ohuempia ja vahvempia rakenteita, joilla voi olla monenlaisia sovelluksia superkevyistä lentokoneista ja suolanpoistolaitoksista huippunopeisiin tietokoneisiin.

VTT:n mukaan integroitu fotoniikka tuo myös uusia mahdollisuuksia analogisten signaalien siirtoon ja muokkaamiseen, esimerkkeinä radiosignaalin kuljetus optisessa kuidussa ja mikroaaltojen keilaus mobiileissa linkkiasemissa.

Valon hallintaan perustuvia sovelluksia voidaan hyödyntää eri toimialoilla rajattomasti. Fotoniikka onkin yksi nopeimmin kasvavia teollisuuden aloja maailmalla ja Suomessa. Yksin informaatioteknologiassa valo voisi moninkertaistaa tiedonsiirron ja -käsittelyn nopeuden ja lisätä merkittävästi energiatehokkuutta.

OPEC-hankeessa ovat mukana VTT, Aalto-yliopisto , Nokia , Rockley Photonics , Okmetic , nLight , Ginolis ja Picosun .