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　　当前，计算机组件之间通过电路板的铜线或印痕来相互“沟通”。但使用铜等金属传输数据时，信号会出现衰减，因此，铜线的最大长度受到限制，这就迫使处理器、存储器等组件相互“依赖”在一起，限制了计算机的设计。IBM的研究者在使用光脉冲来加速芯片间的数据传输方面取得了突破，该技术可以将超级计算机的性能提升1000多倍。IBM硅光子科学家Will Green称，这项叫做CMOS集成硅光子光学的技术在一块硅片上集成了光电模块，让电信号转化为光脉冲，使芯片能够以更高的速率通讯。

CMOS集成硅光子光学技术芯片

　　这项技术使超级计算机的计算能力大幅度提升，目前最快的超级计算机速度可达到2千万亿次或每秒2000万亿条指令，光子技术可以将速度提高到1亿亿次每秒，这有助于IBM实现在2020年制造出亿亿次超级计算机的设想，这对系统构建者来说是一项相当有趣的里程碑。

工作人员正在进行调试

　　Green表示，多光子模块可以集成在一块基片或主板上。新式的超级计算机已经开始使用光技术进行芯片间通讯，但更多的是在机架级和单一波长。IBM的技术可以使光通讯同时在多波长上实现。

　　该技术可以在标准芯片生产线上使用，无需任何特殊的工具，这样能节省成本。现有的演示采用的是一个130纳米CMOS节点，但IBM还在努力争取做到小于100纳米。该技术将替代现有的铜导线进行数据传递，光传输距离更远，更节能。

硅光子技术将是下一代超级计算机的基石

　　另外早在2010年7月28日，美国英特尔公司宣布其在全世界首次实现硅光子数据连接，数据传输速度高达每秒500亿比特（50Gbps），目前，他们正朝着实现每秒1万亿比特（1Tbps）的目标迈进。

　　IBM表示，从2011年起，硅芯片将迈向以光脉冲(pulsesoflight)而非电荷(electricalcharge)来进行沟通；该公司于12月1日在日本举行的SemiconJapan展会上，透露其CMOS整合硅纳米光子(CMOSIntegratedSiliconNanophotonics，CISN)技术的细节。

　　在该场展会上，IBM预言硅纳米光子将是实现未来“exascale”等级处理器的推手，可能达到每秒百万兆次运作(amilliontrillionoperationspersecond)的水平，也就是比目前“petascale”等级的超级计算机速度快1,000倍。“IBM目前正在开发的CMOS硅纳米光子技术，可藉由扩大每颗芯片的收发器带宽与整合密度，以因应exascale规格系统的需求。”参与CISN研发项目的IBM研究人员WillGreen表示。

　　Green是与IBM旗下位于美国纽约州T.JWatson研究中心的硅整合纳米光子计划经理YuriiVlasov，以及SolomonAssefa、AlexanderRylakov、ClintSchow与FolkertHorst等研究人员共同工作。近十年来，包括IBM、惠普(HP)、英特尔(Intel)、飞思卡尔半导体(Freescale)、NEC、三星电子(SamsungElectronics)与IMEC等公司，还有包括Avago、Luxtera等伙伴，都将硅光子视为CMOS技术领域必然可实现的未来。

　　透果将电到光(electrical-to-optical)与光到电(optical-to-electrical)收发器整合到传统CMOS芯片上，这种硅光子被看好能突破目前开发exascale等级运算平台的瓶颈。IBM则声称，其CISN技术已经解决了相关问题，目前也已开始授权给合作伙伴，并可望在2011年看到采用该技术的商用收发器。

　　“目前的情况就类似当年Marconi首度展示横跨大西洋的无线电发射；”市场研究机构TheEnvisioneeringGroup首席分析师RickDoherty表示：“在今日，我们的数字系统、主板与芯片被“海洋”所分隔，而IBM已经证实，能利用传统的整合性CMOS制程，让光学互连技术横跨那些“海洋”。”

　　IBM的全硅晶光学收发器在单一CMOS芯片内整合了调变器、光波导、分波多任务器、开关与探测器等。自2005年起，IBM研究中心已经收集了建构完整CMOS光学链接生态系统所需的光学组件，能让电子芯片通过光学互连、取代铜导线与总线进行沟通；到目前为止，IBM已经展示了以CMOS制程打造的光学调变器(modulator)、光波导(waveguides)、分波多任务器(wavelength-divisionmultiplexers)、开关(switches)与探测器(detectors)。

　　至于仅剩的一个组件——硅发射器(emitter)，IBM也通过添加了纳米管的方法成功展示；只不过预计明年问世的IBM整合性硅光子，还是将采用以传统三五族(III-V)半导体材料制成的发射器。