Intel lāzera mikroshēmas varētu uzlabot datu centru darbību

Intel cer padarīt skaitļošanu daudz efektīvāku, ieviešot tehnoloģiju, kas aizstāj parastos vara datu kabeļus ar ātrākiem optiskajiem datu savienojumiem. Izrāvienam bija nepieciešams, lai Intel uzstādītu lāzerus un citus optiskos komponentus uz silīcija mikroshēmām, kuras parasti nodarbojas tikai ar elektroniskiem signāliem.

Notīrīt savienojumu: Šīs optiskās šķiedras, sauktas par ClearCurve, izstrādāja Corning un Intel, lai aizstātu vara kabeļus un ātrāk pārvietotu datus. Fonā esošā silīcija plāksne ir veidota ar mikroshēmām, kas spēj pārveidot elektriskos un optiskos signālus.

Sākotnējā versija, ko Intel sauc par savu silīcija fotonikas tehnoloģiju, var pārraidīt datus ar ātrumu 100 gigabiti sekundē pa kabeli, kura diametrs ir aptuveni pieci milimetri. Intel piedāvās to izmantošanai, lai savienotu serverus datu centros, kur tas var aizstāt PCI-E datu kabeļus, kas pārraida datus līdz astoņiem gigabitiem sekundē, un tīkla kabeļus, kas labākajā gadījumā sasniedz 40 gigabitus sekundē. Patērētāju sīkrīkos izplatītā USB standarta jaunākā versija var pārvietot datus tikai ar pieciem gigabitiem sekundē.

Mēs to ieviešam masveida ražošanā, un Intel ir nolēmis veikt ievērojamus ieguldījumus, saka Mario Paniccia, kurš gadiem ilgi ir vadījis Intel silīcija fotonikas izpēti un tagad vada grupu, kas to komercializē. Mums ir daudz klientu. Nākotnes tehnoloģijas versijas ir paredzēts parādīties ārpus datu centriem, iespējams, patērētāju lietojumprogrammās.

Intel tehnoloģija var ievērojami samazināt izmaksas, kas saistītas ar datu centra — lielo skaitļošanas kopu, kas apkopo datus, palaiž programmas un mitina vietnes, — darbības izmaksas. Tas ir tāpēc, ka viens no Intel jaunajiem optiskajiem kabeļiem var aizstāt 10 vai vairāk salīdzinoši apjomīgo PCI-E vara kabeļu, kas savieno serverus, kas sakrauti vienā plauktā. Šie kabeļi kavē gaisa plūsmu, ko izmanto serveru dzesēšanai. Datu centri atšķiras pēc to efektivitātes, taču parasti dzesēšana veido aptuveni pusi no datu centra darbības izmaksām.

Intel silīcija fotonikas tehnoloģiju var izmantot arī, lai aizstātu parastos Ethernet tīkla kabeļus. Tas varētu ļaut uzņēmumiem pārdomāt iedibinātos veidus, kā organizēt datorus datu centros.

Intel ir izstrādājis nelielu shēmas plati, ko var pievienot serverim, lai uzlabotu to uz optisko tehnoloģiju. Vissvarīgākā tā daļa ir kompakts modulis, kas satur vienu vai vairākas silīcija mikroshēmas (Intel nepateiks, cik daudz), kas var pārveidot datora elektroniskos signālus un optiskos signālus, kas spēj pārvietoties pa šķiedru. Starp optiskajiem komponentiem mikroshēmās ir četri silīcija lāzeri, kas katrs var straumēt datus ar ātrumu 25 gigabiti sekundē. Kartē var būt vairāk nekā viena no šīm optiskajām mikroshēmām atkarībā no tā, cik liels joslas platums ir nepieciešams. Intel sadarbojās ar Corning, kas vislabāk pazīstams ar Gorilla Glass izgudrošanu, ko izmanto daudzās mobilajās ierīcēs, lai izstrādātu jaunus savienotājus un kabeļus, lai savienotu jaunās optiskās plates.

Pašreizējo tehnoloģijas formu veidoja atsauksmes no uzņēmumiem, tostarp Facebook, Microsoft un mākoņa mitināšanas uzņēmuma Rackspace, no kuriem daži ir apņēmušies izmantot šo tehnoloģiju, saka Paniccia. Tehnoloģijas cenas un pieejamība nav paziņota, taču tā varētu radīt ievērojamu jaunu Intel ienākumu plūsmu. 2012. gadā visā pasaulē kopumā tika piegādāts 8,1 miljons serveru, saskaņā ar IDC , un daudzi uzņēmumi, piemēram, Amazon, Apple un Facebook, iegulda lielus ieguldījumus datu centros (skatiet Inside Facebook’s Not-So-Secret New Data Center).

Intel sadarbojas arī ar ārkārtīgi jaudīgu datoru klasteru un superdatoru operatoriem, tostarp nenorādītām ASV valdības aģentūrām. Ir zināms, ka tādas izlūkošanas aģentūras kā Nacionālā drošības aģentūra un CIP izmanto jaudīgus datorus, lai apstrādātu un analizētu novērošanas laikā savāktos datus.

Mūsdienās serveri ir autonomi datori ar procesoriem, atmiņu un krātuvi, kas atrodas vienā servera statīva slānī. Joslas platuma palielināšana no silīcija fotonikas ļauj aizpildīt veselu statīva slāni ar procesoriem, otru ar atmiņu un trešo ar krātuvi. Tas var paātrināt jaunināšanu un palīdzēt labāk izmantot dzesēšanu, novirzot to uz komponentiem, kuriem tas visvairāk nepieciešams, saka Pannicia.

Daži Intel partneri apsver šīs pieejas ekstrēmāku versiju. Atmiņa, procesori un datu krātuve tiktu glabāti pilnīgi atsevišķos skapjos, kas visi būtu saistīti ar optiskajiem savienojumiem. Tas varētu ļaut turpināt apkopes un dzesēšanas uzlabojumus. Tas varētu arī ļaut virtualizēt atmiņu, lai tā pēc vajadzības tiktu dinamiski piešķirta programmatūrai un serveriem, kas ir efektīvāka pieeja nekā piesaiste konkrētiem serveriem.

Endijs Lorenss, analītiķu firmas 451 Group datu centru tehnoloģiju pētniecības viceprezidents, saka, ka optiskā izrāviena lielākā ietekme būs uz datu centru dizainu. Viņš saka, ka datu centru operatorus precīzi neierobežo esošā vara tehnoloģija, taču viņi ir ļoti ierobežoti, kā viņi izkārto aprīkojumu [un] projektē datu centrus. Silīcija fotonikai vajadzētu atbrīvot dizaineri.

Intel tehnoloģija izmanto faktu, ka datoru mikroshēmu izgatavošanai izmantotais silīcijs ir caurspīdīgs infrasarkanajai gaismai, savukārt silīcija oksīds, kas ir mikroshēmu izplatīta iezīme, ir tam necaurredzams. Gaismu var novirzīt ap datora mikroshēmas virsmu vienkāršās silīcija caurulēs ar silīcija oksīda pārklājumu, kas ir viegli izgatavotas, izmantojot parastās mikroshēmu ražošanas metodes.

Tomēr Paniccia komandai bija jāveic lieli zinātniski sasniegumi optikas jomā, lai atrastu veidus, kā silīcija mikroshēmā izveidot citus gaismas sakaru sistēmas komponentus. Šo pūliņu nozīmīgākās daļas bija silīcija lāzera izveide (skatiet sadaļu Gaismas ienešana silīcijā), silīcija modulatoru datu kodēšanai lāzera starā (Pārvietošanās pret Terascale Computer) un silīcija komponentu, lai pārveidotu gaismas signālu elektroniskā formā. viens (Intel Completes Silicon Photonics Trifecta).

Intel nav publiski detalizēti runājis par projektu kopš 2010. gada, kad tas parādīja pirmo darba mikroshēmu, kurā bija visi šie komponenti (skatiet sadaļu Aprēķins gaismas ātrumā). Pēdējos divus gadus mēs esam izdomājuši, kā to izdarīt lielos apjomos, saka Paniccia, lai gan viņš nedalīsies ar informāciju par risinājumiem, ko Intel nāca klajā. Lai gan Intel ir tālu priekšā konkurentiem silīcija fotonikas jomā, IBM, HP un daži mazāki uzņēmumi strādā pie līdzīgas tehnoloģijas.

paslēpties