IBM宣布在激光芯片領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大突破

IBM周二宣布，在芯片領(lǐng)域實(shí)現(xiàn)了一項(xiàng)突破，可以利用光脈沖快速發(fā)送數(shù)據(jù)，從而借助激光通訊技術(shù)加速電腦的變革速度。

IBM周三將討論該公司在利用硅制造光通訊元件領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，而硅原本是傳統(tǒng)電腦芯片的主要材料。IBM表示，該研究為未來的芯片開辟了一條道路，使之可以每秒發(fā)送超過1TB的數(shù)據(jù)，比當(dāng)今的高性能電腦經(jīng)常使用的光學(xué)元件快了25倍。

光學(xué)技術(shù)已經(jīng)給長距離通訊帶來了革命，用激光和光纜的組合代替了傳輸電信號(hào)所使用的低能銅線，從而通過眾多高速通道發(fā)送信息。包括IBM、英特爾和Luxtera在內(nèi)的眾多企業(yè)都在借助高容量半導(dǎo)體制造技術(shù)，在微觀層面復(fù)制這種方法。

這項(xiàng)技術(shù)的基本要素有時(shí)被稱作硅光子(silicon photonics)，已經(jīng)開始被超級(jí)計(jì)算機(jī)用于建立服務(wù)器間的高速連接。企業(yè)目前都在競相提升零部件速度，并大幅降低成本，以便使光學(xué)連接也能夠用于提升PC和消費(fèi)電子設(shè)備內(nèi)部及其相互間的通訊速度。

IBM硅整合納米光子項(xiàng)目主管尤里·弗拉索夫(Yurii Vlasov)表示，首款基于該研究的商用產(chǎn)品將在3至5年內(nèi)上市。“我們做好了向前推進(jìn)的準(zhǔn)備。”他說。

許多光學(xué)組件通常都是利用砷化鎵和磷化銦等材料制成。而作為一種替代物，硅的成本要低得多，但是在發(fā)光效率等方面卻存在不足。

研究人員已經(jīng)逐步克服了這些挑戰(zhàn)，利用硅開發(fā)了一系列基礎(chǔ)材料，其中一些零部件可以調(diào)節(jié)激光脈沖，從而對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼并探測(cè)這類信號(hào)。

作為該領(lǐng)域的專家，弗吉尼亞大學(xué)電器和電腦工程教授喬伊·坎貝爾(Joe Campbell)說：“硅光子多年以來都是一種矛盾修飾法。”但過去幾年有了更為劇烈的變化，甚至超出該技術(shù)最樂觀的支持者的想象。

成立9年的Luxtera是首批推出硅光子產(chǎn)品的企業(yè)之一。這家私有企業(yè)出售的芯片將被安裝于一種收發(fā)機(jī)中出售，這種收發(fā)機(jī)配備4個(gè)數(shù)據(jù)信道，每個(gè)信道的傳輸速度都能夠達(dá)到10GB/秒(總和為40GB/秒)。該公司還表示，與使用傳統(tǒng)材料開發(fā)的傳輸速度超過40GB/秒的設(shè)備相比，該產(chǎn)品具備成本和技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

Luxtera CEO格雷格·楊(Greg Young)表示，連接兩臺(tái)電腦的硬件和布線成本起價(jià)為150至200美元，他還預(yù)計(jì)，這一價(jià)格今后將穩(wěn)步下滑。Luxtera還宣布了每個(gè)信道的傳輸速度達(dá)到25GB/秒甚至更高的技術(shù)。格雷格·楊，該技術(shù)有望在1至2年內(nèi)上市。

IBM的重點(diǎn)是將光學(xué)元件與必要的電器元件整合到一個(gè)硅片上，大幅降低體積和成本。IBM的弗拉索夫說，IBM已經(jīng)證明，利用該公司的技術(shù)制造出的數(shù)據(jù)信道尺寸，僅為其他廠商目前用硅制造的數(shù)據(jù)信道尺寸的十分之一。

格雷格·楊對(duì)這一說法持懷疑態(tài)度，他認(rèn)為IBM似乎是將其成果與Luxtera的老產(chǎn)品進(jìn)行比較，因?yàn)樗麄兊睦袭a(chǎn)品采用了較大的電路元件。他說：“我們目前已經(jīng)推出了性能更強(qiáng)的商用產(chǎn)品，而且具備與他們的研究相同的密度。”

作為微處理器芯片領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)廠商，英特爾也宣布了一系列硅光子領(lǐng)域的重要成果。其中一個(gè)區(qū)別在于，英特爾將利用硅來制造激光器和其他光學(xué)元件(盡管也要借助磷化銦的輔助)。英特爾表示，之所以采用這種棘手的方法，主要是為了降低光學(xué)連接價(jià)格，使之能夠被消費(fèi)產(chǎn)品采用。IBM和Luxtera則不同意這一觀點(diǎn)，他們傾向于使用其他企業(yè)利用傳統(tǒng)材料開發(fā)的激光器。

英特爾去年夏天表示，已經(jīng)開發(fā)出了一個(gè)以硅為基礎(chǔ)的收發(fā)器研究原型，內(nèi)有4個(gè)數(shù)據(jù)信道，每個(gè)信道的傳輸都能達(dá)到12.5GB/秒。“我們已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室里實(shí)現(xiàn)了泛函鏈接，我們還將努力提高帶寬。”英特爾光子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室主任馬里奧·帕尼西亞(Mario Paniccia)說。

但他拒絕透露推出商用產(chǎn)品的具體時(shí)間表。“我們估計(jì)將在不久的將來實(shí)現(xiàn)商用。”他說。