未來設(shè)備互聯(lián)應(yīng)該是什么樣的?是無數(shù)電纜錯綜復(fù)雜地連接在一起,布局非常不美觀,而且成本非常昂貴?

現(xiàn)在無論是移動設(shè)備、互聯(lián)設(shè)備還是消費電子產(chǎn)品,面臨的共同問題是如何做到更小、更薄、更輕、更加搶眼,比如更輕薄的筆記本電腦、智能手機、電視機等。這種對輕薄的追求就涉及到設(shè)備互聯(lián)問題。

設(shè)備互聯(lián)現(xiàn)狀

現(xiàn)在有太多不同的連接器,帶來許多問題。眾多的連接器不僅占用空間,而且許多連接器本身的尺寸很大,從而增加了相應(yīng)設(shè)備的體積。比如一個筆記本電腦上有視頻連接孔、音頻連接孔、上網(wǎng)連接孔,還有各種插槽等。可能一臺筆記本電腦上真正用到的連接孔也就一兩個,但是這些連接器畢竟都要裝上去,這樣就占用了非常大的空間,也給用戶的使用帶來麻煩。

很多情況下,我們使用的電纜太多,電纜的類型也太多。打開家庭的某個櫥柜,會發(fā)現(xiàn)里面有各種各樣的電纜電線,而且每根的功能都不一樣。當(dāng)用戶需要找某個電纜時,可能要花很長時間,所以用戶的使用體驗非常差。

從技術(shù)層面上講,我們在電纜上能實現(xiàn)互聯(lián)互通的能力非常有限。銅技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)越來越接近極限,而且其本身的成本非常高,用這些電纜連接的成本也非常高。

對于想制造掛在墻上的超輕薄電視機的廠商來說,如果把電視機的各種插槽、插孔都裝上會非常占空間。消費者經(jīng)常要把電視機從墻上摘下來,想想哪個孔應(yīng)該插哪條連接線,而且每個設(shè)備的連接線又不一樣,比如說多媒體設(shè)備、電腦設(shè)備、通信設(shè)備的連接線都不一樣,不同設(shè)備有不同的需求。現(xiàn)在想把所有連接孔、插槽放在一臺機器上越來越難了,因為空間實在不夠。這就帶來一個非常嚴(yán)重的問題:未來如何設(shè)計設(shè)備,未來設(shè)備的互聯(lián)互通怎么實現(xiàn)?

連接線變短是趨勢

在講互聯(lián)互通這個問題之前,先來講一下無線。除無線傳輸外,未來非常重要的技術(shù)發(fā)展方向就是光纖傳輸。這方面的進展雖然非常緩慢,但是沒有停止。長遠來看,光纖傳輸是我們的首選。高帶寬、長距離、大容量的傳輸優(yōu)點決定了光通路傳輸是長期解決方案。

過去很多問題是通過無線來解決的。不過在未來,英特爾中國研究院和英特爾其他研究部門、技術(shù)部門研究的重要技術(shù)方向就是光通路光纖的傳輸技術(shù),這是未來非常重要的傳輸技術(shù)。

現(xiàn)在銅互聯(lián)技術(shù)應(yīng)用已接近極限,大家可能會問:這個極限是多少?這個極限并不一定要確定在某個數(shù)字上,比如說我們每延長1米,傳輸量是不是能夠增加一點?，F(xiàn)在USB3已經(jīng)不再是5米長的連接線,已經(jīng)縮短到2~3米,連接線變短是一個趨勢。

與此同時,現(xiàn)在銅互聯(lián)方式的成本也已接近了極限,我們希望光互聯(lián)能夠以一種成本非常低的方式實現(xiàn)設(shè)備互聯(lián)。在未來,我們可以找到一種非常便宜的方式實現(xiàn)光互聯(lián)。在電信方面,光互聯(lián)一定會成為首選的連接方式。

光互聯(lián)是未來方向

光互聯(lián)經(jīng)常用于長距離互聯(lián),比如50千米甚至更遠。因為有時要在很深的地下做光纖鋪設(shè),對測試環(huán)境的要求也就非常高。所以,現(xiàn)在光互聯(lián)的使用成本仍很高,你可能要花10萬美元來實現(xiàn)。只有當(dāng)價格處于比較合理的區(qū)間時,消費者才能真正接受光纖傳輸。

現(xiàn)在,只有當(dāng)我們找到一種非常低廉的光互聯(lián)方式,才能保證消費者能夠接受,從而使消費者從手持設(shè)備到各種更高端的設(shè)備都能采用這種互聯(lián)方式。所以我們要衡量相關(guān)成本,是不是每個端口只需要花幾美元而不是幾十、幾百美元就可以實現(xiàn)端到端的聯(lián)接。

未來可能有兩件事情發(fā)生:一是不同行業(yè)的用戶在自己的設(shè)備上采用光互聯(lián)實現(xiàn)設(shè)備之間的互聯(lián);二是一個設(shè)備上有多個連接器,比如在顯示器上有顯示器的連接器,還有萬用的I/O連接器。如果我們朝著第二個方向發(fā)展,就會出現(xiàn)完全沒有必要的市場細分。因為如果每個細分市場、每個設(shè)備都有自己獨特的連接器,那么不僅會增加成本,而且使用起來也非常麻煩。

英特爾已經(jīng)意識到光連接是未來發(fā)展方向,我們已看到光連接技術(shù)總體的融合。通過光連接可以實現(xiàn)規(guī)模效應(yīng),而且消費者使用起來非常便捷。那么,要實現(xiàn)這些有哪些關(guān)鍵技術(shù)需求呢?

首先,要有廉價、快捷的光連接;此外,我們還要減少連接器的數(shù)量,所以我們要搞清楚能夠支持各種不同種類流量的鏈路。這樣,某一種連接就可以支持各種不同的流量。我們還要解決一個問題:我們不需要一個一個的連接器,我們需要的是一種非常好的交換方式,多個設(shè)備之間可以實現(xiàn)直接交換通信流量,這樣也可以進一步降低成本。最理想的情況就是有一個連接器家族,比如說服務(wù)器家族、手持設(shè)備的連接器家族,而且連接器數(shù)量非常有限,還要做到是開放式的?，F(xiàn)在的設(shè)備可能跟未來不一樣。在未來,不管發(fā)明什么樣的設(shè)備,這些連接方式都可以支持。這樣才能保證各種不同的設(shè)備都能很好地連接起來。這也正是Light Peak項目的精髓所在。

我們正在跟業(yè)界一起來合作研究這項技術(shù),而且是一個獨自可兼容光學(xué)的架構(gòu),這是我們的目標(biāo)。從實際操作角度來說,LightPeak為用戶提供這樣一個系統(tǒng)——所有的插孔都有同樣的容量,如果你的連接線能夠插進某個插孔,就能夠?qū)崿F(xiàn)你想要的功能和傳輸容量。

LightPeak能實現(xiàn)的架構(gòu)首先是有一個融合的I/O傳輸層,這樣的設(shè)計并不是要替代現(xiàn)有的協(xié)議,比如不會改變大家傳輸像素、圖像的方式。建立這種架構(gòu)的人完全了解大家進行硬盤數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞健Ｎ覀儾⒉皇窍胍F(xiàn)有的行業(yè)技術(shù)進行競爭,我們只是想創(chuàng)建一個通用的架構(gòu)、平臺,支持各種各樣不同的協(xié)議。

下面介紹一下技術(shù)層面的細節(jié)。英特爾是從一個基本方案起步的,大家都說我們是先爬再走。這個方案首先是由一個路由器承載各種各樣的協(xié)議,從長遠來看,我們的目的就是保證很好的融合,這樣才能實現(xiàn)高速度、低成本的性能。過去幾年,英特爾一直在做硅光學(xué)的研究,只有具備這樣的技術(shù)實力才能實現(xiàn)這種架構(gòu)。

英特爾的機遇與挑戰(zhàn)

2005年2月,英特爾第一次發(fā)布了混合硅激光,此后還發(fā)布了一些其他比較關(guān)鍵的混合硅激光。硅能夠帶來熱,但不會帶來光,這就產(chǎn)生了問題?；旌瞎杓す饨鉀Q方案是我們和美國加州大學(xué)圣塔巴巴拉分校合作研究的項目。

另外,我們在廣電探測器方面也取得了了不起的成果。目前我們做的很多工作是希望盡可能實現(xiàn)傳統(tǒng)的搭載性能和技術(shù)能力。在廣電探測器方面,我們獲得的帶寬是世界上最高的。可以說,我們的廣電探測器能力要遠遠超出其他現(xiàn)有技術(shù)所能夠提供的。

如果能夠?qū)崿F(xiàn)以上技術(shù),并想打入市場,必須考慮兩點:一是成本相當(dāng)?shù)颓宜俣确浅８?100Gbps)的光電連接方式;二是高性價比、超高速(太比特每秒)的解決方案,在云計算、大型數(shù)據(jù)中心,該技術(shù)很必要,能使數(shù)據(jù)在一個強大的系統(tǒng)中進行快速傳輸。

目前我們也面臨一些挑戰(zhàn),這些挑戰(zhàn)很大程度上來自能耗效率,我們正在加緊做這方面的工作。我們知道能耗效率對于每一個系統(tǒng)都很重要。另一個挑戰(zhàn)來自封裝。封裝的問題包括如何把光纖放在封裝里面,有很多的解決方案,但是什么才是最好的解決方案,很大一部分在于能效問題。

英特爾認為在未來幾年中,完全可以把光技術(shù)推向大眾市場,時機正在成熟。而且這將會很大程度改變連接器的運作。其中很大一部分是技術(shù)挑戰(zhàn),你要知道如何使用,還要進行基礎(chǔ)性的研究,此外還要進行工程技術(shù)的創(chuàng)新。所有的解決方案都需要標(biāo)準(zhǔn)化,也需要業(yè)界大力合作,希望我們新的愿景能夠盡快實施。

(本文根據(jù)康凱文在“2009年英特爾中國研究院開放日”活動上的演講整理而成。)

康凱文(Kevin C. Kahn)是英特爾研究院(Intel Labs)高級院士,主要關(guān)注家庭寬帶接入、無線LAN與PAN、頻譜政策以及相關(guān)的互聯(lián)網(wǎng)問題。康凱文在英特爾工作的33年中,曾在多個領(lǐng)域從事管理等工作,包括系統(tǒng)軟件開發(fā)、操作系統(tǒng)、處理器架構(gòu)以及各種戰(zhàn)略規(guī)劃,并在處理器架構(gòu)和通信技術(shù)領(lǐng)域擁有多項專利。

LightPeak高速光纖技術(shù)是一項新穎的總線連接技術(shù)。這項技術(shù)僅需要一根非常細小的光纖線纜,就可以提供10Gbps的傳輸速率和長達100米的傳輸距離,非常適合連接外部設(shè)備、內(nèi)部存儲設(shè)備或者外部存儲設(shè)備。Light Peak擁有非常先進的特性,它支持多種協(xié)議,支持全雙工傳輸,支持QoS傳輸質(zhì)量控制技術(shù),還能支持熱插拔。LightPeak提高帶寬也非常容易,可以通過像SAS那樣提供多個口的寬連接來達到20Gbps、40Gbps的速率。