要实现超过100 Gb/s的数据速率，高压、高阶PAM-8信号至关重要，这就要求接收机具有极高的线性度以保持优异的信噪比。

据外媒报道，由韩国汉阳大学（Hanyang University）电子工程系硕士/博士研究生Sangwan Lee先生和电子工程系副教授Jaeduk Han博士领导的研究团队提出了一种多路径架构，该架构在线性度和功耗之间实现了更优的平衡。

图片来源： 汉阳大学

这种新型高线性接收机前端系统采用28nm CMOS工艺，并具备双抽头前馈均衡器（FFE）功能，实现了高达108 Gb/s的数据速率，输入电压范围为1.4 Vppd，总功耗仅为210.8 mW，效率高达1.95 pJ/bit。

Lee先生表示：“在这项研究中，我们通过两种独特的‘PAM-8’信号处理架构，最大限度地提高了功率效率和信号处理能力，这对于下一代高速通信至关重要。”

研究人员首先通过“多路径架构”显著改善了线性度和功率之间的权衡。他们通过将信号路径分割成多个部分来设计该架构，使每个路径能够处理总动态范围的一部分。

因此，所需的切片器或采样器数量减少，降低了末级负载，并实现了显著的效率提升：仅需增加20%的功率，线性度即可翻倍。

接下来，研究团队通过“分离式FFE路径”有效地补偿了信道损耗。由于高速信号会遭受显著的信道损耗，因此通过FFE进行补偿至关重要。然而，在传统的接收机架构中，FFE必须直接处理大电压信号，从而导致信号压缩。

研究人员设计了一种将FFE路径与主路径完全分离的结构，使其仅使用一个较小的衰减信号即可计算补偿值。这种方法从根本上避免了信号压缩，即使在处理大输入信号时也能成功补偿信道损耗。

这项技术有望立即应用于下一代高速数据通信基础设施的核心组件。

其主要应用领域包括数据中心和人工智能（AI）集群，在这些领域中，服务器间通信速度的显著提升将极大地促进大规模AI模型的训练和海量数据集的处理；此外，它也是构成未来800G和1.6T以太网系统基础技术的下一代网络设备。

此外，本研究还有助于提升用于高级科学研究和模拟的超级计算机的计算速度。

未来五到十年，这项工作将成为加速下一代应用开发的基础技术，包括更强大、更普及的人工智能、元宇宙和增强现实/虚拟现实时代，以及可持续数据中心。

“它将为实时翻译、高级医疗诊断和自动驾驶系统等复杂的人工智能服务提供骨干网络，使其速度更快、覆盖范围更广。此外，通过提供沉浸式虚拟现实和增强现实体验所需的海量带宽，它将有助于实现无缝的虚拟世界。最后，随着全球数据需求的持续爆炸式增长，我们高效节能的方法将有助于降低数据中心的能耗，从而促进可持续的技术发展。”Han博士总结道。