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7月27日,英特尔宣布在硅基光电领域实现一项最新技术突破——首个具有集成激光器的硅基光电数据联结系统。英特尔CTO兼英特尔研究院总监贾斯汀在美国加州Monterey举行的集成光电技术研究大会上展示了系统原型。
这是一套完整的基于硅实现了光信息发射、传输与放大接收的装置,它将使得电脑设备之间通过光互连实现高速传输真正成为可能,昂贵的光通信行业也终于在经历了千难万险之后,与英特尔的老本行——硅制造成功“嫁接”。
创新模块完成“总装”
英特尔视硅光电为战略性研究,并投入已久。其立足点就在于舍弃成本高昂的稀有材料,以价格便宜的硅为基础开发光子器件,并与英特尔的制造工艺相结合,在现有的晶圆厂中,采用标准工艺进行批量生产制造。目前,英特尔研究院拥有一支一流的硅光电研究团队,连续数年都取得了阶段性创新成果,刷新了当时的技术记录。《中国计算机报》曾发表文章《光脑渐近》对英特尔的突破性研究成果进行过报道,因为硅光子器件将是继集成电路之后最有应用前景的实用元器件。
与此次公布的最新成果不同的是,英特尔之前发布的研究成果大多是一些创新模块,聚焦在光源、传输、控制、检测等多个重要环节,分别克服不同环节的技术障碍。这一次则不同,据英特尔研究院副总裁、电路与系统研究院总监王文汉介绍,这次发布的成果是第一个具备集成激光器的硅基光电的数据联结系统,它把过去的构建模块全部集成在一起。“我们能有今天的成果,并不是一步登天的,而是基于过去十多年来不断积累的研究成果。” 王文汉说。
这个过程就好比神舟飞船,是一个浩大的系统工程,单有飞行器还不够,运载、控制、通信等所有环节都要跟上,直到总装调试完毕,才能发射向太空。英特尔在硅光电领域解决了光源、传输路径(光波导)、光调制、光探测等一系列关键问题之后,具备了完整的终端到终端光信号收发的能力。现在的研究就处于 “总装”阶段,距离产业化仅一步之遥。
王文汉认为,通过这项技术,英特尔将把光通信引入到所有计算平台。大趋势表明,在未来的电脑中,光束完全可以代替电子来传输数据。使用超细超轻的光纤替代铜线,让计算机在更长的距离传输更多的数据,将从根本上改变未来电脑的设计模式,以及未来数据中心的构建方式,引发应用和架构的双重革命
短距离光传输大势所趋
光传输不是新鮮名词,它最早被应用在横跨世界各大洋的光纤电缆上,而后被用于全国性的、本地的超高速数据网络。英特尔大力研究大批量、低成本的硅光器件,就可以实现把光传输引入更短距离,比如设备间、设备内,甚至芯片级。
据英特尔研究院光电子技术实验室首席工程师刘安胜介绍,这套硅基光电数据联结系统的传输速度已经达到50Gbps。这个速度是什么概念呢?打个比方,以这样的传输速度,一秒钟时间你可以从iTunes下载一部高清电影、100小时数字音乐或1000张高清照片。刘安胜告诉记者,仅仅通过扩展的方式,速度达到50Gbps的概念设备的速度就能被提升到100Gbps、400Gbps甚至1TB以上。按照这个传输速度,可以在一分半钟内把美国国会图书馆全部印刷品下载完毕。
而相比之下,铜缆在10Gbps的传输速度上已经遇到了挑战,折中考虑距离与速度的,也将耗费更多能量。而铜线的最大长度其实也限制了计算机形态的创新性设计。“光缆传输数据在任何速度下都可以传输更远,多种信令可以在一根缆线上传输,并且又薄又轻还节能。” 刘安胜表示,在克服了成本和技术难题之后,光传输已经相比铜缆有越来越多的优越性。“以后电视的高清显示度可能会达到现在的4倍,那时速度传输必须达到近60Gbps,这样的速度唯有用光才可以实现。”刘安胜坚信这项技术将成为明日的主流技术,“庞大的数据流动无处不在,光传输也会引发未来互联网的新革命。”
设备间光互连轻松实现
据刘安胜介绍,这套系统主要由发射器、接收器及传输光纤组成,单向传输,发射器与接收器芯片都已经集成在了线路板上,芯片本身的制造成本很低。每块芯片上都整合了英特尔的重大技术突破结晶,包括全球首款混合硅晶激光器以及2007年推出的高速光学调制器和光电探测器。
混合激光器能发出不同波长的光,可用于传输一路信息。每个激光器后面连接一个12.5Gbps的光调制器,目前可以实现4路并行通路,即传输4条不同波长的光束,分别通过各自的调制器进行编码,而后在经过多路复用后进入光纤传输,数据的总传输率由此达到了50Gbps。经过信号分离之后,接收器芯片负责将这4束光束分开,并将它们直接引入光学探测器中,由光学探测器将数据变回电信号。经测试,系统运行一天,并未发现信号传输错误。
刘安胜介绍说。“整个组装过程跟一般电路板一样,所以成本非常低,也是可以大批量生产的。”目前,这套系统主要用于设备间信息传输。据悉,英特尔研究人员仍在通过提高调制器速度、增加通道数、增加每个芯片的激光器数量等方式,继续提高其数据传输速率。据王文汉介绍,英特尔研究院开始小批量制造,并进行大规模制造前的技术研究,做量产前的准备。目前,基本上所有关键技术已经完成,预计实现产品化还需要两三年。
这是一套完整的基于硅实现了光信息发射、传输与放大接收的装置,它将使得电脑设备之间通过光互连实现高速传输真正成为可能,昂贵的光通信行业也终于在经历了千难万险之后,与英特尔的老本行——硅制造成功“嫁接”。
创新模块完成“总装”
英特尔视硅光电为战略性研究,并投入已久。其立足点就在于舍弃成本高昂的稀有材料,以价格便宜的硅为基础开发光子器件,并与英特尔的制造工艺相结合,在现有的晶圆厂中,采用标准工艺进行批量生产制造。目前,英特尔研究院拥有一支一流的硅光电研究团队,连续数年都取得了阶段性创新成果,刷新了当时的技术记录。《中国计算机报》曾发表文章《光脑渐近》对英特尔的突破性研究成果进行过报道,因为硅光子器件将是继集成电路之后最有应用前景的实用元器件。
与此次公布的最新成果不同的是,英特尔之前发布的研究成果大多是一些创新模块,聚焦在光源、传输、控制、检测等多个重要环节,分别克服不同环节的技术障碍。这一次则不同,据英特尔研究院副总裁、电路与系统研究院总监王文汉介绍,这次发布的成果是第一个具备集成激光器的硅基光电的数据联结系统,它把过去的构建模块全部集成在一起。“我们能有今天的成果,并不是一步登天的,而是基于过去十多年来不断积累的研究成果。” 王文汉说。
这个过程就好比神舟飞船,是一个浩大的系统工程,单有飞行器还不够,运载、控制、通信等所有环节都要跟上,直到总装调试完毕,才能发射向太空。英特尔在硅光电领域解决了光源、传输路径(光波导)、光调制、光探测等一系列关键问题之后,具备了完整的终端到终端光信号收发的能力。现在的研究就处于 “总装”阶段,距离产业化仅一步之遥。
王文汉认为,通过这项技术,英特尔将把光通信引入到所有计算平台。大趋势表明,在未来的电脑中,光束完全可以代替电子来传输数据。使用超细超轻的光纤替代铜线,让计算机在更长的距离传输更多的数据,将从根本上改变未来电脑的设计模式,以及未来数据中心的构建方式,引发应用和架构的双重革命
短距离光传输大势所趋
光传输不是新鮮名词,它最早被应用在横跨世界各大洋的光纤电缆上,而后被用于全国性的、本地的超高速数据网络。英特尔大力研究大批量、低成本的硅光器件,就可以实现把光传输引入更短距离,比如设备间、设备内,甚至芯片级。
据英特尔研究院光电子技术实验室首席工程师刘安胜介绍,这套硅基光电数据联结系统的传输速度已经达到50Gbps。这个速度是什么概念呢?打个比方,以这样的传输速度,一秒钟时间你可以从iTunes下载一部高清电影、100小时数字音乐或1000张高清照片。刘安胜告诉记者,仅仅通过扩展的方式,速度达到50Gbps的概念设备的速度就能被提升到100Gbps、400Gbps甚至1TB以上。按照这个传输速度,可以在一分半钟内把美国国会图书馆全部印刷品下载完毕。
而相比之下,铜缆在10Gbps的传输速度上已经遇到了挑战,折中考虑距离与速度的,也将耗费更多能量。而铜线的最大长度其实也限制了计算机形态的创新性设计。“光缆传输数据在任何速度下都可以传输更远,多种信令可以在一根缆线上传输,并且又薄又轻还节能。” 刘安胜表示,在克服了成本和技术难题之后,光传输已经相比铜缆有越来越多的优越性。“以后电视的高清显示度可能会达到现在的4倍,那时速度传输必须达到近60Gbps,这样的速度唯有用光才可以实现。”刘安胜坚信这项技术将成为明日的主流技术,“庞大的数据流动无处不在,光传输也会引发未来互联网的新革命。”
设备间光互连轻松实现
据刘安胜介绍,这套系统主要由发射器、接收器及传输光纤组成,单向传输,发射器与接收器芯片都已经集成在了线路板上,芯片本身的制造成本很低。每块芯片上都整合了英特尔的重大技术突破结晶,包括全球首款混合硅晶激光器以及2007年推出的高速光学调制器和光电探测器。
混合激光器能发出不同波长的光,可用于传输一路信息。每个激光器后面连接一个12.5Gbps的光调制器,目前可以实现4路并行通路,即传输4条不同波长的光束,分别通过各自的调制器进行编码,而后在经过多路复用后进入光纤传输,数据的总传输率由此达到了50Gbps。经过信号分离之后,接收器芯片负责将这4束光束分开,并将它们直接引入光学探测器中,由光学探测器将数据变回电信号。经测试,系统运行一天,并未发现信号传输错误。
刘安胜介绍说。“整个组装过程跟一般电路板一样,所以成本非常低,也是可以大批量生产的。”目前,这套系统主要用于设备间信息传输。据悉,英特尔研究人员仍在通过提高调制器速度、增加通道数、增加每个芯片的激光器数量等方式,继续提高其数据传输速率。据王文汉介绍,英特尔研究院开始小批量制造,并进行大规模制造前的技术研究,做量产前的准备。目前,基本上所有关键技术已经完成,预计实现产品化还需要两三年。