这项技术实现了服务器上CPU之间以及CPU与外围设备之间的高速、高带宽数据通信。
背景:
CPU处理能力的进步极大地提升了服务器的数据管理能力。如今,虚拟化技术的进步使得单个CPU能够执行多个进程。CPU之间以及CPU与外围设备之间的数据量正在急剧增长。虽然目前的服务器使用光互连,其数据速率可达每通道10 Gbps,但预计未来的服务器速度将更快,达到25 Gbps。此外,如图1所示,鉴于使用电通信难以实现高数据速率,预计光互连不仅将用于服务器之间的数据传输,还将用于服务器内不同表之间的数据传输。

技术挑战:
在服务器上实现互连需要光收发器将电信号转换为光信号。目前的光收发器数据速率在10到14 Gbps之间,因此速度已成为实现25 Gbps理想速率的障碍。此外,目前的光收发器体积庞大,难以放置在CPU或其他设备附近。这是因为设备和光收发器之间的电信号在传输过程中会受到损耗和干扰,线路越长,损耗和干扰越大。这会降低信号质量,并增加传输速度的提升难度。
新开发的收发器:
为了成功制造出紧凑型光收发器,并具备服务器内部高速、高带宽数据传输所需的光互连功能,富士通实验室开发了一种光电转换器,利用光器件将电信号转换为光信号。具体来说:
1. 高速电路技术:
富士通实验室通过改进驱动光器件的集成电路电路技术,提高了传输速度,使光信号的上升沿和下降沿更加明显。即使是响应速度不够快的低成本光器件,也能通过抑制多次反射(从而降低信号波形质量)的电路技术实现这一目标。其结果是将数据速率从目前的每通道 10-14 Gbps 提升至 25 Gbps。2
. 紧凑型光耦合技术
:传统上,光电转换器和光纤之间高效传输光信号需要一个光耦合单元。该单元由透镜组件和光连接器组成(图 3)。然而,透镜组件体积庞大且成本高昂。这种新设计采用光电转换器,并配备柔性印刷电路板,电路板上集成了光学器件和集成电路,从而实现了紧凑型光收发器。此外,富士通实验室还开发了一种高效的薄膜型透镜,该透镜堆叠在柔性印刷电路板的背面,从而解决了上述问题。

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图 3:传统光电转换器的结构。
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