Light Peak是未來設備互聯(lián)方向

未來設備互聯(lián)應該是什么樣的?是無數(shù)電纜錯綜復雜地連接在一起,布局非常不美觀,而且成本非常昂貴?

現(xiàn)在無論是移動設備、互聯(lián)設備還是消費電子產(chǎn)品,面臨的共同問題是如何做到更小、更薄、更輕、更加搶眼,比如更輕薄的筆記本電腦、智能手機、電視機等。這種對輕薄的追求就涉及到設備互聯(lián)問題。

設備互聯(lián)現(xiàn)狀

現(xiàn)在有太多不同的連接器,帶來許多問題。眾多的連接器不僅占用空間,而且許多連接器本身的尺寸很大,從而增加了相應設備的體積。比如一個筆記本電腦上有視頻連接孔、音頻連接孔、上網(wǎng)連接孔,還有各種插槽等?？赡芤慌_筆記本電腦上真正用到的連接孔也就一兩個,但是這些連接器畢竟都要裝上去,這樣就占用了非常大的空間,也給用戶的使用帶來麻煩。

很多情況下,我們使用的電纜太多,電纜的類型也太多。打開家庭的某個櫥柜,會發(fā)現(xiàn)里面有各種各樣的電纜電線,而且每根的功能都不一樣。當用戶需要找某個電纜時,可能要花很長時間,所以用戶的使用體驗非常差。

從技術層面上講,我們在電纜上能實現(xiàn)互聯(lián)互通的能力非常有限。銅技術應用已經(jīng)越來越接近極限,而且其本身的成本非常高,用這些電纜連接的成本也非常高。

對于想制造掛在墻上的超輕薄電視機的廠商來說,如果把電視機的各種插槽、插孔都裝上會非常占空間。消費者經(jīng)常要把電視機從墻上摘下來,想想哪個孔應該插哪條連接線,而且每個設備的連接線又不一樣,比如說多媒體設備、電腦設備、通信設備的連接線都不一樣,不同設備有不同的需求?，F(xiàn)在想把所有連接孔、插槽放在一臺機器上越來越難了,因為空間實在不夠。這就帶來一個非常嚴重的問題:未來如何設計設備,未來設備的互聯(lián)互通怎么實現(xiàn)?

連接線變短是趨勢

在講互聯(lián)互通這個問題之前,先來講一下無線。除無線傳輸外,未來非常重要的技術發(fā)展方向就是光纖傳輸。這方面的進展雖然非常緩慢,但是沒有停止。長遠來看,光纖傳輸是我們的首選。高帶寬、長距離、大容量的傳輸優(yōu)點決定了光通路傳輸是長期解決方案。

過去很多問題是通過無線來解決的。不過在未來,英特爾中國研究院和英特爾其他研究部門、技術部門研究的重要技術方向就是光通路光纖的傳輸技術,這是未來非常重要的傳輸技術。

現(xiàn)在銅互聯(lián)技術應用已接近極限,大家可能會問:這個極限是多少?這個極限并不一定要確定在某個數(shù)字上,比如說我們每延長1米,傳輸量是不是能夠增加一點?，F(xiàn)在USB3已經(jīng)不再是5米長的連接線,已經(jīng)縮短到2~3米,連接線變短是一個趨勢。

與此同時,現(xiàn)在銅互聯(lián)方式的成本也已接近了極限,我們希望光互聯(lián)能夠以一種成本非常低的方式實現(xiàn)設備互聯(lián)。在未來,我們可以找到一種非常便宜的方式實現(xiàn)光互聯(lián)。在電信方面,光互聯(lián)一定會成為首選的連接方式。

光互聯(lián)是未來方向

光互聯(lián)經(jīng)常用于長距離互聯(lián),比如50千米甚至更遠。因為有時要在很深的地下做光纖鋪設,對測試環(huán)境的要求也就非常高。所以,現(xiàn)在光互聯(lián)的使用成本仍很高,你可能要花10萬美元來實現(xiàn)。只有當價格處于比較合理的區(qū)間時,消費者才能真正接受光纖傳輸。

現(xiàn)在,只有當我們找到一種非常低廉的光互聯(lián)方式,才能保證消費者能夠接受,從而使消費者從手持設備到各種更高端的設備都能采用這種互聯(lián)方式。所以我們要衡量相關成本,是不是每個端口只需要花幾美元而不是幾十、幾百美元就可以實現(xiàn)端到端的聯(lián)接。

未來可能有兩件事情發(fā)生:一是不同行業(yè)的用戶在自己的設備上采用光互聯(lián)實現(xiàn)設備之間的互聯(lián);二是一個設備上有多個連接器,比如在顯示器上有顯示器的連接器,還有萬用的I/O連接器。如果我們朝著第二個方向發(fā)展,就會出現(xiàn)完全沒有必要的市場細分。因為如果每個細分市場、每個設備都有自己獨特的連接器,那么不僅會增加成本,而且使用起來也非常麻煩。

英特爾已經(jīng)意識到光連接是未來發(fā)展方向,我們已看到光連接技術總體的融合。通過光連接可以實現(xiàn)規(guī)模效應,而且消費者使用起來非常便捷。那么,要實現(xiàn)這些有哪些關鍵技術需求呢?

首先,要有廉價、快捷的光連接;此外,我們還要減少連接器的數(shù)量,所以我們要搞清楚能夠支持各種不同種類流量的鏈路。這樣,某一種連接就可以支持各種不同的流量。我們還要解決一個問題:我們不需要一個一個的連接器,我們需要的是一種非常好的交換方式,多個設備之間可以實現(xiàn)直接交換通信流量,這樣也可以進一步降低成本。最理想的情況就是有一個連接器家族,比如說服務器家族、手持設備的連接器家族,而且連接器數(shù)量非常有限,還要做到是開放式的?，F(xiàn)在的設備可能跟未來不一樣。在未來,不管發(fā)明什么樣的設備,這些連接方式都可以支持。這樣才能保證各種不同的設備都能很好地連接起來。這也正是Light Peak項目的精髓所在。

我們正在跟業(yè)界一起來合作研究這項技術,而且是一個獨自可兼容光學的架構(gòu),這是我們的目標。從實際操作角度來說,LightPeak為用戶提供這樣一個系統(tǒng)——所有的插孔都有同樣的容量,如果你的連接線能夠插進某個插孔,就能夠?qū)崿F(xiàn)你想要的功能和傳輸容量。

LightPeak能實現(xiàn)的架構(gòu)首先是有一個融合的I/O傳輸層,這樣的設計并不是要替代現(xiàn)有的協(xié)議,比如不會改變大家傳輸像素、圖像的方式。建立這種架構(gòu)的人完全了解大家進行硬盤數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞健Ｎ覀儾⒉皇窍胍F(xiàn)有的行業(yè)技術進行競爭,我們只是想創(chuàng)建一個通用的架構(gòu)、平臺,支持各種各樣不同的協(xié)議。

下面介紹一下技術層面的細節(jié)。英特爾是從一個基本方案起步的,大家都說我們是先爬再走。這個方案首先是由一個路由器承載各種各樣的協(xié)議,從長遠來看,我們的目的就是保證很好的融合,這樣才能實現(xiàn)高速度、低成本的性能。過去幾年,英特爾一直在做硅光學的研究,只有具備這樣的技術實力才能實現(xiàn)這種架構(gòu)。

英特爾的機遇與挑戰(zhàn)

2005年2月,英特爾第一次發(fā)布了混合硅激光,此后還發(fā)布了一些其他比較關鍵的混合硅激光。硅能夠帶來熱,但不會帶來光,這就產(chǎn)生了問題。混合硅激光解決方案是我們和美國加州大學圣塔巴巴拉分校合作研究的項目。

另外,我們在廣電探測器方面也取得了了不起的成果。目前我們做的很多工作是希望盡可能實現(xiàn)傳統(tǒng)的搭載性能和技術能力。在廣電探測器方面,我們獲得的帶寬是世界上最高的。可以說,我們的廣電探測器能力要遠遠超出其他現(xiàn)有技術所能夠提供的。

如果能夠?qū)崿F(xiàn)以上技術,并想打入市場,必須考慮兩點:一是成本相當?shù)颓宜俣确浅８?100Gbps)的光電連接方式;二是高性價比、超高速(太比特每秒)的解決方案,在云計算、大型數(shù)據(jù)中心,該技術很必要,能使數(shù)據(jù)在一個強大的系統(tǒng)中進行快速傳輸。

目前我們也面臨一些挑戰(zhàn),這些挑戰(zhàn)很大程度上來自能耗效率,我們正在加緊做這方面的工作。我們知道能耗效率對于每一個系統(tǒng)都很重要。另一個挑戰(zhàn)來自封裝。封裝的問題包括如何把光纖放在封裝里面,有很多的解決方案,但是什么才是最好的解決方案,很大一部分在于能效問題。

英特爾認為在未來幾年中,完全可以把光技術推向大眾市場,時機正在成熟。而且這將會很大程度改變連接器的運作。其中很大一部分是技術挑戰(zhàn),你要知道如何使用,還要進行基礎性的研究,此外還要進行工程技術的創(chuàng)新。所有的解決方案都需要標準化,也需要業(yè)界大力合作,希望我們新的愿景能夠盡快實施。

(本文根據(jù)康凱文在“2009年英特爾中國研究院開放日”活動上的演講整理而成。)

康凱文(Kevin C. Kahn)是英特爾研究院(Intel Labs)高級院士,主要關注家庭寬帶接入、無線LAN與PAN、頻譜政策以及相關的互聯(lián)網(wǎng)問題?？祫P文在英特爾工作的33年中,曾在多個領域從事管理等工作,包括系統(tǒng)軟件開發(fā)、操作系統(tǒng)、處理器架構(gòu)以及各種戰(zhàn)略規(guī)劃,并在處理器架構(gòu)和通信技術領域擁有多項專利。

LightPeak高速光纖技術是一項新穎的總線連接技術。這項技術僅需要一根非常細小的光纖線纜,就可以提供10Gbps的傳輸速率和長達100米的傳輸距離,非常適合連接外部設備、內(nèi)部存儲設備或者外部存儲設備。Light Peak擁有非常先進的特性,它支持多種協(xié)議,支持全雙工傳輸,支持QoS傳輸質(zhì)量控制技術,還能支持熱插拔。LightPeak提高帶寬也非常容易,可以通過像SAS那樣提供多個口的寬連接來達到20Gbps、40Gbps的速率。