硅光子技術全面普及：體驗硅發(fā)光技術的進展（一）
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圖2：光傳輸和電傳輸?shù)牡秃碾娏炕?cm為分界
如果傳輸距離在1cm以上，目前的光傳輸技術的耗電量小于電傳輸。光傳輸?shù)暮碾娏恐饕枪馐瞻l(fā)器的電光轉換以及光電轉換消耗的。最近大幅減小了光收發(fā)器的尺寸，因此耗電量也減小了。
光傳輸?shù)膽檬加陂L距離通信，之后其用途擴大到了短距離通信，取代了電傳輸。在這一點上，采用硅光子的光傳輸也是一樣。預計將來微處理器內部的“CPU內核間”的數(shù)據(jù)傳輸也必須要利用硅光子技術。
最近，硅光子技術在芯片間的應用有了眉目，這主要是因為，利用硅光子制作的光收發(fā)器的耗電量降低了。一般來說，電傳輸是距離越短，所需的電力越少，而光傳輸即使距離縮短，電力也不會降低太多。因此，二者以耗電量相同的傳輸距離為分界點區(qū)分使用。最近，利用硅光子的光傳輸和電傳輸在傳輸距離為 1cm時的耗電量基本相同，因此，在比以前短很多的距離間也有望利用光傳輸（圖2）。
比如，2013年3月IBM利用硅光子技術開發(fā)出了耗電量為1pJ/bit的光收發(fā)器IC。預計電傳輸?shù)淖畹秃碾娏吭趥鬏斁嚯x為1cm時約為150fJ（0.15pJ）/bit（圖3）1）。雖然還有好幾倍的差距，但如果只限于光傳輸?shù)母黜椆δ?，耗電量比IBM的試制品小2、3位數(shù)的技術也已開發(fā)出來。
圖3：在不遠的將來，微處理器內核間的傳輸必然要采用光傳輸
本圖為微處理器的CPU內核間傳輸?shù)鹊碾妭鬏敿夹g和光傳輸技術的耗電量。今后的高性能微處理器光憑電傳輸將無法實現(xiàn)耗電量的要求條件。而在距離為1cm的傳輸中，光傳輸?shù)暮碾娏颗c電傳輸基本相同。還出現(xiàn)了各部件的耗電量比電氣方式大幅降低的例子。（攝影：IBM）
在用途方面對硅光子光傳輸?shù)钠诖苍絹碓礁?。隨著以提高微處理器速度為目的的多核化和眾核化的推進，必須要大幅增加內存帶寬和CPU內核間的數(shù)據(jù)傳輸容量。但多核化會導致CPU內核間的傳輸距離增長。而且，傳輸容量必須擴大到與內核內的全局布線相當?shù)某潭?。對電傳輸而言，條件越來越苛刻。而對于正處于發(fā)展期的硅光子光傳輸，今后其耗電量還需要大幅降低。
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