未来计算机光束可替代电信号传输

　　7月27日，美国加州圣克拉拉——英特尔公司今天宣布了一项重大技术进步，使用光束替代电子在计算机内部及周边进行数据传输。英特尔已经开发出世界上首个集成了激光器的硅基光电数据联结系统研究原型。与目前的铜缆技术相比，它可以实现更长距离的数据传输以及数倍的速度提升，每秒可传输高达50GB的数据——相当于一部完整的高清电影。
　　现在人们使用的计算机组件都是通过铜缆或电路板上的线路互相连接的。由于使用铜等金属进行数据传输会产生信号衰减，这些缆线所允许的最大长度十分有限。这极大束缚了计算机的设计，迫使处理器、内存和其他组件相互间的距离必须设置在几英寸以内。今天公布的研究成果，使我们向着以超轻超细光纤替代金属连接线路的目标又前进了一步，从而在更长的距离上传输更多的数据，彻底改变未来计算机的设计方式及数据中心的架构方式。
　　硅光电技术将在计算行业实现广泛的应用。例如，有了如此高速的数据传输速度，你可以想象家庭娱乐和视频会议也能享受墙体般大小的3D屏幕，而且高清的体验会让你感觉演员或者家人似乎就在你身边。未来数据中心或超级计算机的组件可能会分布在整个大楼甚至园区的不同位置，相互之间进行高速通信，完全不同于如今基于容量和传输距离有限的铜线的设计。这将帮助搜索引擎公司、云计算服务提供商或金融数据中心等数据中心用户提高性能和容量、节约空间与能源成本；或者帮助科学家构建更强大的超级计算机来解决世界面临的重大问题。
　　英特尔首席技术官兼英特尔研究院总监贾斯汀（Justin Rattner）在美国加州Monterey举行的集成光电技术研究大会上展示了这款硅基光电联结系统原型。这个传输速度高达50Gbps的联结系统类似于一款“概念车”，让英特尔研究人员可以在此联结系统上测试新想法，基于成本低廉且易于制造的硅继续开发利用光束在光纤上传输数据的技术，而不是使用像砷化镓这样的特殊材料做成的成本昂贵、制造困难的元件。尽管电信及其它领域已经在使用激光来传输信息，但对于PC行业来说，目前的技术应用成本还过于昂贵且元件体积过大。
　　贾斯汀表示：“我们的长期愿景是“硅化”光子，把高带宽、低成本的光通信引入未来的PC、服务器和消费设备中。这款全球首次利用集成混合硅激光器开发的50Gbps硅基光电联结系统标志着实现这一愿景的重要里程碑。”
　　这个50Gbps硅基光电联结系统原型是英特尔在硅光电学领域多年研究的结晶，其中包括了数个“世界第一”的研究成果。它包含一个硅发射器和一个接收器芯片，两者都集成了所有必需的构建模块，并融入英特尔历年来的多项突破性技术成果，包括与加州大学圣塔芭芭拉分校合作开发的第一个混合硅激光器以及2007年发布的高速光调制器和光电探测器。
　　发射器芯片包括四个激光器，通过它们发射的光束分别进入一个光调制器，而后者则以12.5Gbps的速度对数据进行编码。然后，这四条光束将被集中起来并输出到一条光纤内，总的数据传输速率将达到50Gbps。在联结系统的另一端，接收器芯片会对这四条光束进行分离，并导入到各光电探测器中，后者把数据转换回电信号。两个芯片都使用PC行业常用的低成本制造技术进行装配。通过提高调制器速度和增加每个芯片激光器数量的方式，英特尔研究人员正在努力提高数据传输速率，为未来的TB/s级光学联结系统铺平道路。TB/s级光学联结系统可以在一秒钟内完成一台笔记本电脑中所有内容的传输。
　　虽然这项研究与“Light Peak光峰”技术均是英特尔整体I/O战略的一部分，但是这两项研究是彼此相互独立的。“Light Peak光峰”技术将在近期内把多协议10Gbps光学联结系统引入英特尔的客户端平台中。硅光电学研究旨在利用硅集成技术大幅降低成本、达到万亿级数据传输，让光通信实现更广泛的大规模应用。今天的成果让英特尔在实现这一目标的道路上又前进了一大步。

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