دوم، ما می توانیم از توانایی قابل توجه اتصال نوری برای حفظ انرژی بهره مند شویم. با انتقال به فیبر نوری، از دست دادن کانال های الکتریکی وابسته به فرکانس حذف می شود. نقشه راه تحقیقاتی آزمایشگاه های اینتل بهبودهای بهره وری انرژی را هدف قرار می دهد در حالی که پهنای باند در هر فیبر را افزایش می دهد – با هدف قرار دادن بهره وری انرژی 1 pJ/bit با پهنای باند هر فیبر 1 ترابیت بر ثانیه. همانطور که به مسیر تحقیقاتی بیشتر نگاه می کنیم، آزمایشگاه های اینتل دارای یک مرکز تحقیقاتی دانشگاهی با اهداف تهاجمی تر از بازده انرژی 0.25 pJ/bit و پهنای باند در هر فیبر 4 ترابیت بر ثانیه است. بنابراین در حالی که یک مشکل پهنای باند بحرانی را حل می کنیم، هزینه انرژی به ازای هر بیت انتقال داده ها بین بسته ها را نیز به میزان قابل توجهی کاهش می دهیم.
نوآوری
از شبکههای پیشرفته گرفته تا در نهایت، پارچه محاسباتی سرور، اجزای فوتونیک سیلیکونی که اینتل امروز در حال تحقیق و توسعه است، فرصتی را برای پیشرفتهای عمیق در پهنای باند، انرژی و سازماندهی مرکز داده باز میکند. ما در آستانه ای جذاب ایستاده ایم.
این تغییرات همگی بر اساس اجرای اجزای نوری حیاتی بر روی ویفرهای سیلیکونی، در فرآیندهایی که میتوانند به صورت انبوه در ویفرهای 300 میلیمتری تولید شوند، ایجاد میشوند. این یک هدف اصلی تحقیق، توسعه و تولید برای اینتل بوده است.
هیچ مجوزی (به صورت صریح یا ضمنی، توسط estoppel یا غیره) برای هیچ گونه حقوق مالکیت معنوی توسط این سند اعطا نمی شود.
برای بحث دقیق تر در مورد این فناوری، لطفاً به دو ارائه در کنفرانس Hot Interconnects 2022 مراجعه کنید. انتقال از ورودی/خروجی الکتریکی به نوری و آی سی فوتونیک سیلیکونی 4 ترابایتی بسیار یکپارچه برای اتصال به پارچه محاسباتی. این ارائه ها در وب سایت Hot Interconnects موجود است.
اینتل سایر اجزای حیاتی را با استفاده از تکنیکها و مواد متداولتر پردازش ویفر 300 میلیمتری میسازد. موجبرهای سیلیکونی نوری به ما این امکان را می دهند که نور را دقیقاً روی سطح یک PIC حرکت دهیم، درست همانطور که اتصال مسی سیگنال های الکتریکی را حرکت می دهد. تشدید کنندههای میکرورینگ اجازه میدهند که طول موج خاصی از نور از مخلوط طول موجهای یک موجبر انتخاب شود و در فرستنده مدوله شود یا به آشکارساز در گیرنده ارسال شود.
اتصال نوری محاسباتی
یک جزء مرکزی، و آن چیزی که برای تولید در حجم بالا حیاتی است، منبع نور است. اینتل اخیراً کار روی یک آرایه لیزری با بازخورد توزیع شده هشت طول موج (DFB) منتشر کرده است که به طور کامل روی یک ویفر سیلیکونی یکپارچه شده است و یکنواختی توان خروجی عالی و یکنواختی فاصله طول موج را ارائه می دهد. آرایه هشت طول موج DFB با استفاده از پلت فرم تجاری فوتونیک سیلیکونی هیبریدی 300 میلی متری اینتل طراحی و ساخته شد که امروزه برای تولید فرستنده های نوری در حجم مورد استفاده قرار می گیرد. از همان پلت فرم هیبریدی برای ساخت تقویتکنندههای نوری نیمهرسانا روی قالب استفاده میشود که دامنه نور را در یک آیسی فوتونیک (PIC) افزایش میدهد.
اما یک ویژگی قابل توجه دیگر از اتصال نوری وجود دارد که اکنون در کانون توجه قرار گرفته است. هنگامی که یک موج نوری را به یک فیبر نوری پرتاب می کنید، به حرکت خود ادامه می دهد و تنها در فاصله کمی ضعیف می شود. این بدان معناست که اتصال نوری بین بستهها روی برد سرور، پس از دهها سانتیمتر متوقف نمیشود. می تواند تا بیش از 100 متر به حرکت خود ادامه دهد. این ویژگی فیزیکی احتمالات بسیار جالبی را برای نحوه ارتباط داده ها در بافت محاسباتی در سراسر مرزها ایجاد می کند.
© شرکت اینتل. اینتل، لوگوی اینتل و سایر علائم اینتل علائم تجاری Intel Corporation یا شرکت های تابعه آن هستند. نام ها و مارک های دیگر ممکن است به عنوان مالکیت دیگران ادعا شود.
اما پیشرفتهای عمده در فوتونیک سیلیکونی – پیادهسازی اجزای نوری روی ویفرهای سیلیکونی با استفاده از فرآیندهای مشتقشده از تکنیکهای استاندارد تولید IC – آماده است تا این تبدیل را به برنامههایی که به فواصل بسیار کوتاهتری نیاز دارند، گسترش دهد. در آینده نزدیک شاهد تغییرات سریع تکاملی خواهیم بود زیرا فوتونیک سیلیکون اندازه و مصرف انرژی رابطهای نوری را کاهش میدهد و به لایه بعدی در شبکه مرکز داده اجازه میدهد – شبکه بالایی که کارتهای سرور را به یکدیگر و به یکدیگر متصل میکند. شبکه برگ – برای استفاده از فیبر نوری. این باعث میشود که شبکه رک بالا در مسیری قرار گیرد تا با تقاضای رو به رشد فزاینده برای پهنای باند بین کارتهای سرور همگام شود.
نور در یک فیبر نوری مسافت بسیار بیشتری را بدون تکرار کننده (و تاخیر تکرار کننده مرتبط) پوشش می دهد و انرژی بسیار کمتری را در مسیر از سیگنال های الکتریکی حتی در بهترین کابل از دست می دهد. سه ویژگی – دسترسی، چگالی پهنای باند و مصرف انرژی – برای آینده مراکز داده در مقیاس بزرگ حیاتی هستند. در نتیجه، فیبر نوری که توسط کارتهای رابط پلاگین هدایت میشود، به سرعت جایگزین اتصالات الکتریکی در لایههای بالایی – شبکههای ستون فقرات و برگها – از بزرگترین مراکز داده شده است.
ابتدا، تعداد پین های نزدیک و سد قدرت را که پهنای باند داخل و خارج بسته را محدود می کند، باز می کند. این محدودیتهای فیزیکی شروع به محدود کردن تعداد کل پهنای باند اتصال متقابل ما با استفاده از رابطهای الکتریکی کردهاند. اما بیرون آمدن مستقیم از بسته با فیبرهای نوری امکان پهنای باند جمعی بسیار بیشتر را در سراسر مرز بسته باز می کند. ما میتوانیم با افزایش تعداد هستههای محاسباتی بستههای پردازشی، جلوتر از اشتهای رو به رشد پهنای باند بستههای پردازشی باشیم.
این فقط شروع است. همانطور که پیشرفت فوتونیک سیلیکون ادامه دارد، تکامل منجر به نوآوری های بیشتری می شود، زیرا اتصال نوری به واسطه ای برای اتصال بین بسته ها در خود کارت های سرور تبدیل می شود.
ساخت اپتیک روی ویفرهای سیلیکونی
ممکن است هزینه ها و نتایج شما متفاوت باشد
شما مجاز به استفاده یا تسهیل استفاده از این سند در ارتباط با هرگونه نقض یا سایر تجزیه و تحلیل های حقوقی مربوط به محصولات Intel شرح داده شده در اینجا نیستید. شما موافقت میکنید که مجوزی غیرانحصاری و بدون حق امتیاز به اینتل برای هر ادعای پتنتی که پس از آن پیشنویس میشود و شامل موضوعات افشا شده در اینجا میشود، اعطا کنید.
فن آوری
فناوریهای اینتل ممکن است به سختافزار، نرمافزار یا سرویس فعال نیاز داشته باشند
با این حال، گام بعدی در یکپارچگی، سطح عمیق تری از نوآوری را برای مراکز داده ثابت خواهد کرد. ادغام دو قالب رابط نوری با قالب های محاسباتی در یک بسته امکان پذیر خواهد بود. این بدان معنی است که پارچه محاسباتی در سرورها می تواند از طریق پیوندهای نوری به هم متصل شود. این اتصال رایانش نوری نامیده می شود و تأثیرات فوری خواهد داشت.