盡管專(zhuan) 家們(men) 一直認同,PCB和處理器最終都需要光互連技術,但這項技術何時能實現,以及該怎樣實現仍然未知。在ISSCC(國際電子電路研討會(hui) )上,與(yu) 會(hui) 者就光互連技術展開了深入探討。
如今,處理器性能不斷提升,然而落後的I/O能力,卻又使處理器的性能無法發揮極致。同樣,互聯網的數據傳(chuan) 輸能力正在以每10年100倍的速度增長,但處理器和光骨幹網的互連技術並沒有增長得那麽(me) 快。
“越來越多的證據表明,1 byte per flop(處理器端不發生數據停滯)將是2020年前製約處理器發展的主要局限。”來自斯坦福大學光學研究實驗室David Miller在ISSCC的圓桌會(hui) 議上表示。
“現在光學正在變得越來越具吸引力,”會(hui) 議主席、美國新思科技科學家John Stonick說,“但現在最大的問題是我們(men) 如何實現光學互連的商業(ye) 化價(jia) 值。”
來自NEC公司的光學專(zhuan) 家Keishi Ohashi稱,光學技術的發展很可能延續硬盤發展老路——磁頭式硬盤通過將近二十年的時間才從(cong) 實驗室走向商業(ye) 化。
IBM研究院的光學專(zhuan) 家Bert Offrein以IBM自己的光學互連研究為(wei) 例。2008年,IBM曾利用光學互連技術製造了第一台petaflop級服務器,2011年,其將光學互連技術應用到高端服務器Power P775中——這台服務器使用56根光纖電纜,通過連接Avago的56個(ge) 高性能光學收發器與(yu) IBM的CPU相連接。“盡管使用了收發器,但組成光學係統仍需要100步裝配步驟,”Offrein說,“這對於(yu) 某些高性能係統來說還可以接受,但對於(yu) 那些一般的服務器來說,則需要更簡單的方式。”
Offrein稱,製造商們(men) 正在試圖采用多種方法研究10Gb光互連技術,但至今仍為(wei) 有量產(chan) 型方案出現。未來,光互連層有可能是3D堆疊技術中的一層,但需要在基板上使用微機械鏡或波導管等技術,IBM等公司正在致力於(yu) 這一領域的研究。
英特爾矽光子研究室的Mario Paniccia介紹了英特爾的研究進展,2011年,英特爾采用CMOS工藝設計了包含4個(ge) 12.5Gb/s的光纖收發器,不過目前一切尚未完善。Paniccia說:“這項研究給予了我們(men) 信心,未來通過提升收發器速度或增加通道數,傳(chuan) 輸速度有可能達到1Tb/s以上。”
“但現在仍有大部分問題沒有解決(jue) ,比如連接技術要使用什麽(me) 芯片級的連接器。”Paniccia說,“此外,在相同的傳(chuan) 速速率下,光傳(chuan) 輸要比電子傳(chuan) 輸消耗更多的能量。”最後,他表示:“我想,隨著應用程序對帶寬、距離或內(nei) 容需求的增加,矽光子的應用會(hui) 實現的。”
斯坦福大學的Miller說,目前Finisar和Luxtera等大多數的光學公司缺乏資金實力而不能肩負開拓矽光子研究領域的重任。但矽光子技術的研究有廣闊的空間和前景。
Miller說,目前還有很多解決(jue) 光互連的技術,比如將鍺用於(yu) 嵌入光源的芯片,從(cong) 而規避了使用矽材料帶來的熱效應,又或者將整合了光子調節器的外部光源技術用於(yu) 芯片等。
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