Как свет попадает в кремниевый чип
Кремний хорошо подходит для обработки данных, но не так удобен для создания света. Поэтому в гибридной фотонной схеме рядом с кремниевыми структурами используют фосфид индия — материал, способный служить источником лазерного излучения. Световой сигнал можно направить по крошечным волноводам — каналам, которые удерживают и ведут его внутри чипа, — а затем вывести в оптическое волокно.
Такой узел преобразует электрические данные в световые и обратно: передатчик кодирует информацию изменениями светового сигнала, а приёмник считывает их. По оптическому каналу данные идут фотонами, а не электронами, как по металлической дорожке.
Почему это важно для серверов
В крупных вычислительных системах узкие места возникают не только при вычислениях, но и при обмене данными между процессорами, ускорителями и памятью. Когда сигналы приходится передавать на высокой скорости по медным соединениям, растут потери энергии и нагрев; электронику также приходится тратить мощность на передачу и восстановление сигналов.
Оптика особенно привлекательна для связей, где нужно передавать много данных между компонентами на заметном расстоянии. Если фотонные элементы размещены рядом с вычислительным чипом, путь от электроники до оптического канала можно сократить. Это помогает уменьшить потери на переходе между ними и упростить быстрые соединения внутри серверной системы.
Медь не исчезает повсюду
Свет не заменяет электрические сигналы внутри всей вычислительной техники: оптическому модулю всё равно нужны электронные схемы для кодирования и приёма данных. Кроме того, короткие связи внутри чипа и по-прежнему могут оставаться медными — выбор зависит от расстояния, скорости и стоимости реализации.
Главное изменение — возможность поднести оптическую передачу ближе к вычислительным компонентам. Тогда обмен между ними меньше зависит от длинных высокоскоростных медных линий, которые особенно дорого обходятся по энергии и теплу.
