主页 > 达人热榜 >Intel 硅光- 用光束取代导线传递电脑资料 >

Intel 硅光- 用光束取代导线传递电脑资料


2020-06-07


英特尔公司宣布一项重大发展,将运用光束取代电子传递电脑资料。英特尔推出研究用产品原型 (research prototype),採用全球首创整合雷射的硅光学资料连线技术。这种硅光连线技术能将资料传送至更远的距离,其速度较现今铜线技术快上许多倍。资料传送速度最高能达到每秒 50gigabit,相当于传送一部高画质 (HD) 电影时的每秒速度。

Intel 硅光: 用光束取代导线传递电脑资料


50Gbps 的硅光发送模组(图左)从绿色板子中央的硅晶片传送雷射光,
通过光纤到达右方的接收模组,
由第二个硅晶片侦测雷射光传递的资料,再转换成电子讯号

现今的电脑元件皆利用铜线或电路板上的线路相互连结。由于运用铜等金属传送资料时会产生讯号递减的问题,因此线路长度有其限制。这项因素限制了电脑的设计,迫使处理器、记忆体、以及其他元件之间的距离必须维持在数吋以内。今日发表的研究成果,象徵迈向新的里程碑,利用极细且轻盈的光纤,将更多资料传送至更远的距离,这将彻底改变未来电脑的设计,与将来资料中心的建构模式。

硅光技术 (Silicon photonics) 的应用层面将涵盖整个运算产业。举例来说,在如此高速的资料传输率下,我们可预见和整面墙一样大尺寸的 3D 萤幕将进入家庭娱乐市场以及视讯会议,超高解析度将营造出深具临场感的视觉效果,让萤幕上的演员或家人栩栩如生。未来的资料中心 (data center) 或超级电脑,其元件可能散布在建筑物、甚至整个园区的四週进行高速的通讯联繫,摆脱了笨重铜线在传输量与距离方面的限制。这将使资料中心的使用者,如搜寻引擎公司、云端运算供应商、或金融资料中心等用户,不仅得到充裕的效能与容量,还能降低空间与能源带来的成本;或者是协助科学家建置出更强大的超级电脑,解决现今各种最难解的问题。

Intel 硅光: 用光束取代导线传递电脑资料


此硅元件发送晶片内建混合硅晶雷射
传送资料的速度达到每秒 500 亿位元 (50Gbps)

英特尔公司技术长暨英特尔实验室总监 Justin Rattner 在加州蒙特利 (Monterey) 举行的整合光子晶体研究 (Integrated Photonics Research) 会议中展示硅光链路 (Silicon Photonics Link) 技术。此一 50Gbps 的链路就像一个“概念平台”,让英特尔研究人员测试各种新的想法,捨弃使用昂贵且製造难度高的材质,改用低成本且易製造的晶片所打造的光束,以实现持续开发让光纤传递资讯的新技术愿景。目前已有电信以及其他应用採用雷射传送资讯,但目前的技术过于昂贵且体积庞大,不适合用在 PC 上。

Rattner 表示:「这项全球首创内建混合硅晶雷射的 50Gbps 硅光链路,就我们“硅化”光子 (siliconizing photonics) 的长远愿景而言,确实是一项重大的研究成果,替未来电脑、伺服器与家电的内部及对外连线,带来高频宽、低成本的光通讯技术。」

此 50Gbp 硅光链路原型背后经历多年的硅光研究计画,其中包含为数众多的 “世界第一”成就。它内含硅传输及接收晶片,整合了先前英特尔所有突破性技术中的必要组件,包括在 2006 年与加州大学圣塔巴巴拉分校合作开发的首款 混合硅晶雷射 元件,以及在 2007 年发表的 高速光学调变器 (high-speed optical modulators) 与 光侦测器 (photodetectors) 。

发送器晶片有四条雷射光束,每条光束会进入一个光学调变器,将资料编码成 12.5Gbps 速度的光讯号。四条光束汇集后输出至一条光纤,整体数据传输率可达到 50Gbps。在链路的另一端,接收晶片会分出原始的四条光束传导至光侦测器,再将资料转成电子讯号。两颗晶片都採用半导体产业熟悉的低成本製造技术。英特尔研究人员已着手提升调变器的速度,并增加每个晶片内的雷射数量,藉此提高资料传输率,并提供升级至未来 terabit/s 等级光纤的管道,能在一秒内传送一部笔记型电脑内的所有资料。

此硅光研究计画与英特尔的 Light Peak 技术是两项独立的计画,皆属于英特尔 I/O 策略的一环。Light Peak 技术是针对近期的应用所发展,能将多重通讯协定 10 Gbps 光连线技术用于英特尔用户端平台 (client platforms)。硅光研究计画则是透过硅整合的途径,大幅降低成本,达到 tera 等级的资料传输率,让光通讯的运用更宽广。



上一篇:
下一篇: