未來計算機可實現(xiàn)光束代替電信號傳輸

      擁有服務(wù)器群或數(shù)據(jù)中心的企業(yè)可以突破性能瓶頸，用一根光纖即可代替多根線纜，節(jié)省大量因空間與能源使用帶來的運營成本。

　　2010年7月27日，美國加州圣克拉拉--英特爾公司今天宣布了一項重大技術(shù)進步，使用光束替代電子在計算機內(nèi)部及周邊進行數(shù)據(jù)傳輸。英特爾已經(jīng)開發(fā)出世界上首個集成了激光器的硅基光電數(shù)據(jù)聯(lián)結(jié)系統(tǒng)研究原型。與目前的銅纜技術(shù)相比，它可以實現(xiàn)更長距離的數(shù)據(jù)傳輸以及數(shù)倍的速度提升，每秒可傳輸高達50GB的數(shù)據(jù)--相當(dāng)于一部完整的高清電影。

　　現(xiàn)在人們使用的計算機組件都是通過銅纜或電路板上的線路互相連接的。由于使用銅等金屬進行數(shù)據(jù)傳輸會產(chǎn)生信號衰減，這些纜線所允許的最大長度十分有限。這極大束縛了計算機的設(shè)計，迫使處理器、內(nèi)存和其他組件相互間的距離必須設(shè)置在幾英寸以內(nèi)。今天公布的研究成果，使我們向著以超輕超細光纖替代金屬連接線路的目標(biāo)又前進了一步，從而在更長的距離上傳輸更多的數(shù)據(jù)，徹底改變未來計算機的設(shè)計方式及數(shù)據(jù)中心的架構(gòu)方式。

　　硅光電技術(shù)將在計算行業(yè)實現(xiàn)廣泛的應(yīng)用。例如，有了如此高速的數(shù)據(jù)傳輸速度，你可以想象家庭娛樂和視頻會議也能享受墻體般大小的3D屏幕，而且高清的體驗會讓你感覺演員或者家人似乎就在你身邊。未來數(shù)據(jù)中心或超級計算機的組件可能會分布在整個大樓甚至園區(qū)的不同位置，相互之間進行高速通信，完全不同于如今基于容量和傳輸距離有限的銅線的設(shè)計。這將幫助搜索引擎公司、云計算服務(wù)提供商或金融數(shù)據(jù)中心等數(shù)據(jù)中心用戶提高性能和容量、節(jié)約空間與能源成本；或者幫助科學(xué)家構(gòu)建更強大的超級計算機來解決世界面臨的重大問題。

　　英特爾首席技術(shù)官兼英特爾研究院總監(jiān)賈斯?。↗ustin Rattner）在美國加州Monterey舉行的集成光電技術(shù)研究大會上展示了這款硅基光電聯(lián)結(jié)系統(tǒng)原型。這個傳輸速度高達50Gbps的聯(lián)結(jié)系統(tǒng)類似于一款"概念車"，讓英特爾研究人員可以在此聯(lián)結(jié)系統(tǒng)上測試新想法，基于成本低廉且易于制造的硅繼續(xù)開發(fā)利用光束在光纖上傳輸數(shù)據(jù)的技術(shù)，而不是使用像砷化鎵這樣的特殊材料做成的成本昂貴、制造困難的元件。盡管電信及其它領(lǐng)域已經(jīng)在使用激光來傳輸信息，但對于PC行業(yè)來說，目前的技術(shù)應(yīng)用成本還過于昂貴且元件體積過大。

　　賈斯汀表示："我們的長期愿景是"硅化"光子，把高帶寬、低成本的光通信引入未來的PC、服務(wù)器和消費設(shè)備中。這款全球首次利用集成混合硅激光器開發(fā)的50Gbps硅基光電聯(lián)結(jié)系統(tǒng)標(biāo)志著實現(xiàn)這一愿景的重要里程碑。"

聯(lián)結(jié)系統(tǒng)采用了無源耦合技術(shù)，其中連接器與植入在硅基芯片的排針配對，確保激光束與光纜對齊。

　　這個50Gbps硅基光電聯(lián)結(jié)系統(tǒng)原型是英特爾在硅光電學(xué)領(lǐng)域多年研究的結(jié)晶，其中包括了數(shù)個"世界第一"的研究成果。它包含一個硅發(fā)射器和一個接收器芯片，兩者都集成了所有必需的構(gòu)建模塊，并融入英特爾歷年來的多項突破性技術(shù)成果，包括與加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校合作開發(fā)的第一個混合硅激光器以及2007年發(fā)布的高速光調(diào)制器和光電探測器。

       發(fā)射器芯片包括四個激光器，通過它們發(fā)射的光束分別進入一個光調(diào)制器，而后者則以12.5Gbps的速度對數(shù)據(jù)進行編碼。然后，這四條光束將被集中起來并輸出到一條光纖內(nèi)，總的數(shù)據(jù)傳輸速率將達到50Gbps。在聯(lián)結(jié)系統(tǒng)的另一端，接收器芯片會對這四條光束進行分離，并導(dǎo)入到各光電探測器中，后者把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換回電信號。兩個芯片都使用PC行業(yè)常用的低成本制造技術(shù)進行裝配。通過提高調(diào)制器速度和增加每個芯片激光器數(shù)量的方式，英特爾研究人員正在努力提高數(shù)據(jù)傳輸速率，為未來的TB/s級光學(xué)聯(lián)結(jié)系統(tǒng)鋪平道路。TB/s級光學(xué)聯(lián)結(jié)系統(tǒng)可以在一秒鐘內(nèi)完成一臺筆記本電腦中所有內(nèi)容的傳輸。

      雖然這項研究與"Light Peak光峰"技術(shù)均是英特爾整體I/O戰(zhàn)略的一部分，但是這兩項研究是彼此相互獨立的。"Light Peak光峰"技術(shù)將在近期內(nèi)把多協(xié)議10Gbps光學(xué)聯(lián)結(jié)系統(tǒng)引入英特爾的客戶端平臺中。硅光電學(xué)研究旨在利用硅集成技術(shù)大幅降低成本、達到萬億級數(shù)據(jù)傳輸，讓光通信實現(xiàn)更廣泛的大規(guī)模應(yīng)用。今天的成果讓英特爾在實現(xiàn)這一目標(biāo)的道路上又前進了一大步。