【科学最前沿】光芯片打造未来网络

来源: 作者:科普工作队 发布日期:2015-06-29 00:00:00

  人们对网络带宽的需求与日倶增,而光芯片或将是唯一能始终满足这种需求的传输介质。



  目 前,企业和个人对网络极度依赖,在创造了大量数据的同时,对更新、更好的应用和服务的需求也在与日倶增,因此,寻找一种能快速传递大量信息的传输方式迫在眉睫。正是这种需求,推动了光通信的进步。
  在传输数据时,由于光网络是利用光脉冲来加速数据流,而不是通过导线发送电子,因此可以大大加快数据传输速度。为了实现这种通信方式,科学家一直希望找到一种方法,可以将光信号和低成本、大批量的芯片制造技术结合起来,以生产低成本的光芯片。
  在此背景下 , IBM 公司的科学家最近研制出了一种原型光芯片 “ Holey O ptochip ” , 这是世界首个并行光收发模块 ( parallel optical transceiver) , 每秒可以传输 1Tbps 的数据 相当于每秒可以下载 500 部高清电影 , 或者让十万人同时享受 10Mb 宽带上网。
  HoleyOptochip 的制造 , 需要使用一种新方法 , 在标准的硅 CMOS 芯片上打 48 个孔。因为这些孔的存在,光信号就能从芯片背面进入 24 个接收器和 24 个发射器通道 ( 每个孔对应一个接收器或发射器 ) ,这使得 Holey Optochip 成为了一种高性能、低能耗的光学模块,把数据的传输速度提升到了创纪录的水平。另外,这款原型产品所采用的元器件目前都巳经商用,这为该芯片的商业化大规模生产提供了可能。
  同时,研究人员在制作 Holey Optochip 时,也考虑了能耗因素,把整个收发器的能耗控制在 5 瓦以下,也就是说一个 100 瓦灯泡所消耗的能量,就足以支持 20 个收发器的运行。对于需要高速运算的企业来说,利用这种低能耗光芯片,可以在执行高强度分析、数据建模与预测等任务时,减轻能耗压力。
  HoleyOptochip 显 示出的特性说明,高速度、低功耗的网络互连在短期内是可以实现的,而光学器件或许是唯一一种传输介质,可以始终满足迅速扩增的带宽需求。据预测,未来的计 算将主要依靠光芯片技术,它将促进云计算、超级计算机和数据中心的发展。不过,光芯片的商业化或许还需等待一段时间才能实现。


  【摘自:《科学最前沿》】

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