面向hpc光互连技术-现状与前景

面向HPC的光互连技——现状与前计算所智能内电信号的局光互联光交换小雨点实验Ghz时代的 Pentium AMDAthlon AMD IBMPowerPC IBMPower SunUltraSparc GHz时代的系统总Pentium4:800Mhz64bitItanium2:400Mhz128bitAthlonXP:400MHz64bitAMDOperton:1600MT16Bitx2PowerPCG5:1Ghz32x2bitGHz时代的GHz时代的DRAM-AMDOpteron™AMDDualPCI-XAMD-I/O

32bits

10/100

10/10010/100100系统内部互联的趋交换式结构代替高速串行点对点基于包交换的协异步协议代替同传统意义上的互 通信模式高速互连标RapidI/O：1G并行/3.125GPCI3G是否是铜线连接目前的技术水平并行信号串行3GFR41米进展40GSiGeAttenuationAttenuation-

9"-----

9"via

26"via

26" frequency目前的技术水平 上实现10Gb/Sethernet目前的结基于800MhzCat5eUTP<Cat UTP<Cat 10G是铜线连接的极SunProximityby50Gb/并不能解决长距内电信号的局光互联光交换小雨点实验光的传输潜800nm---375空分复用的潜传输不是问光纤传输中的光窗1550nm1550nmLowestLowOpticalAmps(EDFA)OHOHabsorption

Total

1.311.3113101310nmLowLowestNOEDFA1.55 WavelengthinVCSEL:Vertical EmittingLaserTotalopticallink((10receiintrinsicthresholdparasitibuff6latencylatency43210

@1

CMOS:0.6 0.25 0.6

0.25当前的技术水1x122.5~3.125G10G40G产品样品带状光纤和光背板（当前高速路由高速路由器中的光分组发模分组

机构光展模

1

接口机架连

机

发模分组发模

学机构扩展模背

模接口2

背构模多功控制多功控制千

板展模

板接口板模

机构模 太 太磁 磁处理磁磁背

处理

32323232

324线64x644线64x64464x64464x644线 32 3232 基于光波导的复合自由空间光互趋 的带DenseWavelengthDivisionMergesopticaltrafficontooneopticalAllowshighflexibilityinexpandingReusesexistingopticalNotdependantonsignal,bitrateorDWDM的潜力和可用单信道最高可达200个以上目前空分交换更的带仍处于试验有潜力达到内电信号的局光互联光交换小雨点实验OEOvs带宽受限（40G）NxN交叉开关——交换

电交叉开关目前的技术水每路预测：可达1000FutureOpticalIPOptical

ATMSonet

IP/ATMNetwork-

IPSonetNetworknonQoS

IPOpticalwithcrossAllOADM–OpticalAdd-DropMultiplexerAllowsoneormorewavelengthstobedroppedoraddedtothelinearTransponder-orwavelengthadaptorneedediftheTxequipmentdoesnotgenerateWDMreadywavelengthFreeLiquidCrystalGuided-WaveIntegratedGuided-WaveActiveSOAspaceFixed

,Linecard

NN

…

Linecard 2 2Linecard

1,2N2N

NxN

1,…N

Linecard , , Linecard 1

1

Linecard…N

…MEMS:Micro-当前的技术水1296*1296MEMS8x8(10ms)32x32(20ms)(OMMinc)Fixed LinecardLinecard

StaticMEMS

FixedLinecardLinecardLinecard LinecardLinecardGroup

GroupLinecard

LinecardLinecardLinecard

LinecardLinecardGroup

A625x160Gswitch

GroupMEMS的其他应传感器喷墨打印头数字投影仪:TI晰显示:Iridigm200… SemicondutorOpticalAmplifier(SOA)switch 光交换的应用前目前不具有高速交换带宽不受限有可能在ms可选技术多，有待近一步成熟/成本有待内电信号的局光互联光交换小雨点实验小雨点光互连试验系验证光互连技术验证CPU和Memory进行新 管理系统实RWCPRHiNET-38X810Gbps(1.25x12)0.14CMOSASICSWMartini/DIMMnet-1 12

并行发送模1xNVCSEL面发射激光

带45度楔角光纤列阵耦From 大激12x2.5G小雨点通信