混合矽晶雷射(Hybrid Silicon Laser;HSL)可能是改變現狀的關鍵技術。這是Intel於7月底發布的最新技術;傳速達到50Gbs,不僅突破了銅線物理性的限制,就連近來Intel大力推展的LightPeak,頓時也相形失色。不過,Intel倒是豪不避諱提及兩者的曖昧關係,他們說,兩者都是傳輸埠技術的寶,但目標市場與實現時間點截然不同。
混合矽晶雷射 高頻寬、低成本
混合矽晶雷射是全球第一款以矽元件作為基礎的光數據連線技術。Intel資深研究院士暨光子學實驗室總監Mario Paniccia表示,與其他昂貴又難以開發的材料相比,Intel選擇以成本較低而易於製造的晶片來打造光束。Intel實驗室在雷射與矽領域皆有50年以上的發展歷史,HSL結合兩者的優點,具備低成本、高彈性、高頻寬、長距離的優點,更重要的是,雷射技術不會受到電氣訊號的干擾。
綜覽這個研究用產品原型(research prototype),主要關鍵零件就是發送器與接收器兩個端點。發送器晶片可將四條雷射光束送入各自的光學調變器進行編碼,編碼後的四條光訊號將匯集到一條光纖上進行傳輸。相對地,接收器也將把光訊號分離成原始的四條雷射光束,再解碼為電子訊號。
《圖一 HSL產品原型圖。(Source:Intel)》 |
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Intel技術長暨實驗室總監Justin Rattner表示,HSL技術將Intel實驗室過去幾年的成果囊括其中,除了2006年與加州大學合作的混合矽晶雷射元件(HSL)之外,還包括了2007年發表的高速光學調變器(high-speed opticalmodulators)、光偵測器(photodectors);技術雖然先進,但無論是發送器或是接收器,都可使用現今半導體界熟悉的平價製程製造。長遠願景而言,對於未來電腦、伺服器與家電而言,不論是內部傳輸對外連線,光數據連線技術在「高頻寬、低成本」具有絕對優勢。
分波多工 上看TB等級傳輸速度
能夠在不大幅增加成本的前提下大幅拓展頻寬,關鍵在於分波多工(DWM)技術,讓四個12.5Gbs的光學調變器同時進行傳輸,以達到總和50Gbs的高傳輸速度。Intel表示,未來也將針對調變器的速度和每個晶片內的雷射數量進行改善,透過Scale up and Scale out的優化動作,達到TBs等級的傳輸速度。
這也是為什麼光束取代電子成為傳輸介質如此重要。50Gbs的傳速,一秒可以從iTunes上下載一部HD畫質電影;未來如果真的升級到TBs等級,一秒就能下載2季的電視影集。除此之外,由於解決了銅導線等金屬材質不耐長距離傳輸的問題,未來打造資料中心或超級電腦,元件也就不需要再擠在一起,也就是說,各個建築物、甚至整個園區四周都可以成為通訊聯繫的元件布建所在。
英特爾:兩個都是寶
雖然未來若真投入量產,產品型式不一定會以此次發表的原型相同,但Intel強調,原型產品已把大部分必須面對的問題解決了。Mario Paniccia說,未來大型企業可以將多條傳輸線路合併,一條光纖就能搞定;預估最快五年內,就能夠在大型資料中心與超級電腦上窺見相關應用,下一波應用才將普及至一般工作站與消費型PC。
針對Light peak未出,就發表更快的傳輸技術,是否有讓Light peak未跑先輸的隱喻? Intel表示,HSL和Light Peak雖然技術原理相同,也都是隸屬於Intel的傳輸埠策略,但無論是目標族群與推出時間都各有計畫。Light peak連線速度約10Gbs;而HSL則利用矽的整合大幅降低成本,再以分波多工達到TB等級的資料傳輸率,未來較有機會應用於設有伺服器主機群或資料中心的企業。而推出時間是最現實的差異,兩者最大的不同在於,市場傳聞Light Peak年底就會有晶片問世,但關於HSL,INTEL表示,目前僅是平台樣品,尚無任何量產面市的計畫。