奠定下一代HPC基础：IBM展示首款片上硅光芯片

下一代芯片技术中最令人感到激动的，莫过于可显著降低系统功耗、同时提升带宽的硅光电子应用。这种用于“芯片到芯片”(chip-to-chip)的通讯方式，在硅片上用光来作为信息传导介质，因此能够取得比传统铜导线更优异的数据传输性能、同时将能量消耗降低到令人难以置信的级别。现在，IBM宣称已将这一技术提升到了更高的层次，并且将一个硅光集成芯片塞到了与CPU相同的封装尺寸中。 FYeUz$/  
O7T wM Yh  
i52:<< 8a  
需要指出的是，硅光技术一直是高性能计算的一个重要研究领域，并且被视为超算的长期发展中不可或缺的一环。 jhSc9  
orAEVEm  
Hk;) l3oB  
上方的图表展示了要达到的“百万万亿次”(Exaflop)目标所需的消耗，DARPA主管Bob Colwell认为在任何情况下都是不可能的，因为带宽和能效方面的“成本”太过高昂。 7~ok*yGw  
q oVp@=\:"  
如果通过“光连接”，每Gb带宽的能耗将仅为1mW，而每Gb的带宽成本也只需2.5美分——与当前的$10美元相比，优势相当明显。 'q=Ly?9  
(g]J hG  
下方图片展示了硅光子技术的当前进展，连接器是被整合到主板端。而IBM的最新研究，已经成功地将硅光阵列整合到了与CPU相似的封装之中——尽管暂未与CPU整合到一起。 0@8EIQxK"  
v#`P?B\  
Mo+HLN  
打造硅光芯片的一大障碍，就是如何应用导波技术(waveguides)。当前阶段的硅光应用大多还是将设备和接收器放在了靠近主板的这一端，而没有将布线延伸到封装中。 {\f`s^;8{  
l=< :  
为了实现这一点，IBM公司不得不开发出了连接硅和聚合物的导波技术，而不论它们截然不同的大小尺寸——这是通过“逐渐变细”并“精确对准”两个方面来实现的。 kculHIa\.  
Wtwh.\Jba  
那么，运用这一技术的消费类产品何时会到来呢？ cLe659&  
H?axlRmw3  
尽管用光在计算机上传输数据的概念已经有数十年的历史，但我们似乎无法在短期内看到这项技术给消费级市场带来的改变。 }x1p~N+;  
slMWk;fmD}  
究其原因则是，百万万亿次级别的高性能计算在带宽和功耗上都与铜线有很大的差异，而开发和使用的成本也不是任何人都能够轻松承担的。 <CUe"WbE)  
G@igxnm}  
如果非要说一个时间，我想其走向主流还需要至少五年的时间(或许7-10年)。