英特尔的「微处理器研究实验室」最近宣布了一项新研究,他们在实验是否可以利用光纤来取代铝和铜导线来传输电脑资料时,发现到光纤不只能可以用来连结电脑零组件,同时可可能取代晶片内部的导线。
省电与速度是此实验的主要动机。为了提供效能,设计师面对了一个两难的问题,就是在缩小晶片的同时还要增加更多的电晶体。而增加电晶体也意谓着晶片运作时所需的电量要提高。糟糕的是,在更小的晶片上放出更高的电力更容易造成讯号的干扰,并缩短笔记型电脑的电池续航力,产生更多的生产缺陷。
光纤连结则利用雷射光束取代电子的脉冲来传输讯号,可解决许多耗电方面的问题瓶颈。但现在太昂贵且不容易做到,然而未来却可能成为第一个替代方案。其他公司也正在寻找生物的连结。
除了省电之外,光纤速度也更快。铜导线,也是现在连结PC零组件的媒体,所提供的资料传输速率约10gbps(每秒十亿位元),而英特尔预计在未来几年内可以达到20gpbs。
光纤连结的优缺点 主要优点: 解决现在晶片制造商所苦恼的省电问题。可让晶片更快。 挑战:成本居高不下
预测:在几年内可以开始连结电脑的元件。用在晶片里则要十年左右。
铜导线的速度要提升还有一段时日,但是光纤连结将达30至60Gbps。
英特尔的研究人员,以遗其他的产业分析师都相信,未来五至七年内,光纤连结未来将取代铜导线,成为电脑与电脑间及电脑的零组件间的连结。一开始,光纤研究重点在怎样连结点距离的PC零件,然後会进入更小的零件内部。
曾经任职英特尔高层的Pohlman表示,我们一定要开发光纤的内连结 (interconnects)。「光纤之所以吸引人在於它将戏剧性的改写摩尔定律的频宽。」「30gbps和60gbps的汇流排速度将成为可能。」摩尔定律(Moore' s Law)宣称,微处理器内的电晶体数量大约每隔18个月又可以加倍。
现在铜导线在处理器内部已经开始逐渐成为标准了,但在未来10年,光纤的应用很可能从零组件的连结进到处理器内。
Envisioneering Group的分析师Rick dougherty表示,由於频宽与省点电等特性,光纤网络如果用到半导体内,预计可大幅提升时脉,达到10GHz。
但是Pinfold认为在这时候要让光纤成为晶片的内连结器,也就是连结电晶体,仍有争议。因为铜导线比光纤要便宜很多,而且要了要传输光讯号,要在一端加入雷射光的发射器并在另一端加上接受器,这是相当复杂且昂贵的。
Pohlman承认,成本问题会是主要的阻碍因素。他表示:「电子转为光讯号的圣杯,在於低价。」
然而成本会随着时间而越来越低,使得光纤从长途电话开使用在都会网络里。近来,已有公司开始架设光纤的区域网络。Cahners In-Stat Group报告指出,光纤网络每年的复合成长率为42%。
不过光纤连结器要更便宜,并用到电脑内部,还有许多要努力的地方。Pinfold表示,已有许多低价雷射与低价接受器的研究在进行。英特尔其他公司都正在进行光纤元件的微小化及量产技术。
降低成本的方法之一,就是利用英特尔现有的CMOS矽晶片制造技术来制造雷射与接受器。包括麻省理工学院、史丹福大学,及Surrey大学,都努力在研究CMOS雷射。
Semico Research的分析师Tony Massimini表示,光纤连结器是不可免的趋势。「问题不再於是否会发生,而是什麽时候会发生。」Massimini指出,「我们谈的是市场主流,及量产的技术,而要发展到这个地步需要几年的时间。毕竟,实验室里做得出来是一回事,但要怎样大量生产又是另一回事。」
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