激光传输电脑数据快如闪电

2010年7月28日,美国,加利福尼亚州,圣克拉拉 — 英特尔公司宣布在探索在计算机技术中使用光束代替电子来传输数据的研究中获得了重要进展:开发出了第一个代表了激光集成硅基光数据连接的研究原型。该链路能够在较长的距离上以数倍于当前铜技术传输的速度传输数据;达到每秒50Gb,或者说每秒钟传输相当于一部HD电影的数据量。

工程师拿着一个50 Gb/s 的硅基光子传输模块。激光从绿色电路板中间的硅芯片里发出,传输到图中右上方的接收模块,该模块中第二个硅芯片探测激光中的数据并将其逆转换为电信号。(图: Business Wire)

当前,计算机元件是用铜质的线缆或者电路板线路来相互连接的。因为使用的金属,如铜,在传输数据时会引起信号退化,这些线缆的最大传输距离是有限的。这样限制了计算机的设计,使得处理器、内存和其它元件必须放置在彼此距离只有几英寸的地方。

如今的研究成果让我们朝使用能够在更长的距离上传输更多数据的极细而轻的光纤来连接这些元件的方向又迈进了一步,从根本上改变了未来计算机的设计,并且改变了未来数据中心的架构方式。

硅基光子技术将会应用在整个计算工业。该技术可以提供很高的数据传输速率,从而能够支持非常高的分辨率。您可以想象,如果将一面墙那么大的3-D显示用于家庭娱乐和视频会议,高清的体验会让你感觉演员或者家人似乎就在你身边。未来的数据中心或者超级计算机的元件可能会遍布整个建筑,甚至整个校园,彼此却还能以很高的速度进行通讯,而不再束缚于传输速率低,距离短的电缆线。这将使数据中心用户,如搜索引擎公司、云计算服务商或金融数据中心,可以提高性能和能力,并节约大量空间和能源成本,或者帮助科学家建立更加强大的超级计算机以解决世界上的大难题。

Mario Paniccia 博士,英特尔院士,英特尔光子学研究实验室主任,手中拿的是细光纤,用于将数据从50-G硅基光子链路的一端传输到另一端。

英特尔技术主管、实验室主任Justin Rattner在加利福尼亚蒙特雷的集成光子学研究会议上演示了硅基光子链路。这个50Gb/s的链路就像是一辆“概念汽车”,它使用造价低且易于制造的硅而不是类似镓砷化合物这样昂贵而难于制造的特殊材料来产生光束,使得英特尔的研究人员能够测试一些新想法,继续探索和发展在光纤上传输数据的技术。虽然通信和其它一些应用已经使用激光来传输信息,但是要将当前这样的技术用于个人电脑则过于昂贵和庞大。

“世界上第一个集成了杂化硅激光器的50Gb/s硅基光子链路的实现是我们在‘硅化’光子技术方面的长期愿景上的一个巨大成就,将给未来的个人电脑、服务器和消费电子设备带来高带宽、低成本的光通信技术。”Rattner如是说。

这个硅发射芯片包含集成的杂化硅激光器和其它硅基光子器件,每秒发射数据量能够达到50Gb。

该50Gb/s硅基光子链路原型是多年硅基光子学研究计划的结果,包含了许多“世界第一”。它是由一个硅发射器和一个接收芯片组成,每一个都集成了所有必须的功能模块,这些模块都是英特尔之前取得的重要成果,包括它在2006年与圣巴巴拉加州大学共同研发的第一个杂化硅激光器(参见 Hybrid Silicon Laser Chip That Emits, Guides Light Developed)和它于2007年发布的高速光调制器和光探测器。

其中发射芯片是由四个激光器组成的,发射的每个激光束分别进入一个光调制器,数据以12.5Gb/s的速率调制到激光束上。然后将四束光耦合输出到单根光纤中,总数据速率为50Gb/s。在链路的另一端,接收芯片将四束光分离并分别导入光探测器,经由光探测器将数据还原为电信号。两个芯片都是使用与半导体工业类似的低成本制造技术制成的。英特尔研究人员已经开始着手通过提高调制速度和增加每个芯片的激光器个数来提高数据速率,为将来每秒太比特的光链路开辟道路。以这样的速度传输一部普通手提电脑的全部内容仅需一秒!

英特尔表示,尽管硅光(硅基光子)技术与光峰(Light Peak)技术都是英特尔经营战略的组成部分,但它们是相互独立的。Light Peak致力于在英特尔客户端平台较近期的应用中引入多协议10Gbps光学连结系统。而硅光技术则旨在利用硅集成技术大幅降低成本、达到太拉(Tera,1012)级数据传输,让光通信实现更广泛的大规模应用。

For more information, visit:  www.intel.com©

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1 条关于 “激光传输电脑数据快如闪电” 的评论

  1. 引用通告: 惠普准备推出配备忆阻器的全新计算机 | 光子学·Photonics

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