上周，英特爾公司（Intel）揭開了新一代光學硅芯片的面紗，標志著過去十年的研究工作結(jié)出了碩果。這種芯片能大幅提高數(shù)據(jù)中心和超大規(guī)模計算機群間的數(shù)據(jù)傳輸速率。而在進行這一開發(fā)時，英特爾不僅僅是將光速物理學應用于數(shù)據(jù)傳輸而已，其“硅光子學”技術將徹底改變數(shù)據(jù)中心和高能計算設備的設計及架構(gòu)方式，從而不光是為英特爾本身，而是為整個計算行業(yè)開辟宏大的遠景。

    硅光學的概念其實并不復雜：銅線和其他傳統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸載體在傳輸特定數(shù)量的數(shù)據(jù)時往往具有極大的局限性，而且沒有什么能比光速更快。如果數(shù)據(jù)中心或超級計算機里那些盤根錯節(jié)、到處蔓延的硬件設備能用光速傳輸載體相聯(lián)，其速度和效率將立刻實現(xiàn)飛躍。而相應的挑戰(zhàn)一直在于如何實現(xiàn)小型化，同時降低復雜性，這一點英特爾現(xiàn)在似乎已經(jīng)克服了。

    簡單地說，英特爾已經(jīng)開發(fā)出了一種能將極其細微的激光束——以及能在電子信號和光信號之間實現(xiàn)雙向轉(zhuǎn)化的接收器和傳輸器——置入一塊硅芯片的手段，同時開發(fā)出了大規(guī)模生產(chǎn)的技術。兩周前面世的這塊硅光子芯片傳輸速度可達到每秒100G，使現(xiàn)有的傳輸水平立刻相形見絀：現(xiàn)在機架上連接服務器的擴展插槽數(shù)據(jù)線的標準傳輸速度為每秒8G，而將機架服務器連接起來的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)線傳輸速度充其量也就是每秒40G。

    到此為止，這件事似乎就只是服務器內(nèi)部以及服務器之間的數(shù)據(jù)傳輸速度更快了，數(shù)據(jù)中心和超級計算機群的運行更高效了，同時也為英特爾帶來了全新的巨額潛在收入【去年服務器的全球出貨量達到810萬臺，像亞馬遜（Amazon）、Facebook和蘋果（Apple）這樣的公司正投入巨資打造自己的云計算和大數(shù)據(jù)能力】。實際上，這件事的意義遠不止于此。機架服務器內(nèi)部及彼此間能實現(xiàn)超高速數(shù)據(jù)傳輸將徹底改變數(shù)據(jù)中心的設計方式，促進更加高效、更有效能的計算中心和數(shù)據(jù)中心的涌現(xiàn)。

    高德納公司（Gartner）技術及服務供應商研究集團的首席研究分析師舍基思•穆塞爾稱：“這使得重新定義計算系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)成為可能，而這正是關鍵所在。我們將能建造規(guī)模大得多的計算系統(tǒng)。以前我們每次只能增加一臺服務器，今后則能建造超大規(guī)模的服務器。”

    現(xiàn)有的數(shù)據(jù)中心架構(gòu)受到諸多技術限制的局限，其中很多與數(shù)據(jù)傳輸有關。一般來說，每個機架服務器都需要一組存儲設備、處理器和網(wǎng)絡基礎設施才能有效運轉(zhuǎn)，這是因為這些組件之間的物理隔離會導致處理延遲。這種系統(tǒng)往往需要花大量時間將電信號從一個物理位置通過銅質(zhì)或網(wǎng)絡數(shù)據(jù)線傳輸?shù)搅硪粋€位置，結(jié)果導致整個系統(tǒng)運行速度降低。

    咨詢公司Moor Insights & Strategy的高級分析師兼首席技術官保羅•泰西表示，很多硬件公司正在設法解決這個問題。一般情況下，它們的做法是，在每個機架服務器中搭建新的架構(gòu)，在更小數(shù)量級的水平上進一步整合存儲設備、網(wǎng)絡和計算/處理器，以降低延遲，同時提高數(shù)據(jù)處理能力。不過英特爾卻的開發(fā)方向卻完全不同。

    泰西稱：“英特爾提出的、由硅光子學所支撐的架構(gòu)則幾乎是按照完全相反的方向開發(fā)的。實際上，他們是將主要部件分開放置，并用延遲率很低、帶寬極高的連接方式來彌補處理效率的降低。”

    這正是超大容量光速數(shù)據(jù)傳輸載體得以成為關鍵支撐要素，并可能改變計算系統(tǒng)設計模式的用武之地。泰西稱，如果要做大數(shù)據(jù)分析或是操作實時交易數(shù)據(jù)庫，那就會想要一個大型的連續(xù)存儲數(shù)據(jù)池，而不是在整個數(shù)據(jù)中心的每臺機架服務器上零星分布，依靠數(shù)據(jù)線連接的那種存儲數(shù)據(jù)。靠現(xiàn)有的架構(gòu)無法做到這一點，但憑借能克服延遲的硅光學芯片的高速傳輸能力，數(shù)據(jù)中心設計師就能大膽設想了，還能為需要極高運算效率的特定任務定制計算陣列。穆塞爾稱，關鍵在于效率。聯(lián)網(wǎng)的機架服務器的運行和冷卻都需要消耗大量電力。而與現(xiàn)有的數(shù)據(jù)傳輸技術相比，硅光學芯片產(chǎn)生的熱能更少。同時，如果能讓設計師通過集中冷卻某些最需要降溫的部位、而不是平均冷卻設備從而進一步降低能耗，這種技術還能讓他們自由構(gòu)思數(shù)據(jù)中心和超大規(guī)模計算設施與現(xiàn)有模式完全不同的構(gòu)建方式。

穆塞爾稱：“這確實是模式方面的一個大轉(zhuǎn)變，而如果他人無法做到這一點——即如果這種技術能大幅降低聯(lián)網(wǎng)成本，同時通過降低聯(lián)網(wǎng)的能耗從而減少總能耗——那就是關鍵價值所在。而且這還能讓英特爾保護自己的主要業(yè)務，即處理器。”

    穆塞爾表示，英特爾以生產(chǎn)業(yè)內(nèi)最大的處理器而著稱，但這些處理器也極為耗能。如果英特爾能降低系統(tǒng)內(nèi)其他地方的能耗，面對那些可能靠體積更小、能耗更低的處理器打江山的對手，它就能讓它們的價值主張大打折扣。他說：“現(xiàn)在能夠隨心所欲地制造計算系統(tǒng)了，因為英特爾能降低聯(lián)網(wǎng)的能耗。”

    不過這種構(gòu)建模式的轉(zhuǎn)變不可能一夜之間實現(xiàn)。泰西表示，對很多應用來說，硅光學技術還太過昂貴（英特爾還未公布官方定價），而且對現(xiàn)在很多注重數(shù)據(jù)應用的公司來說，大規(guī)模計算的其他方面更加重要。除了這項技術本身還不夠成熟外，目前聯(lián)網(wǎng)能耗也還沒有達到讓全面上馬硅光學技術的高額成本顯得合情合理的地步。泰西說：“再過幾年，到2020年左右局面就會改觀。”

    不過，正如穆塞爾所指出的，對英特爾的硅光學技術來說，事情不只是將激光硅芯片植入所有數(shù)據(jù)中心這么簡單。它事關創(chuàng)造一種全新的模式，讓英特爾的芯片制造這個核心業(yè)務及其他大規(guī)模計算基礎設施能獲得更大的發(fā)展。

    泰西說：“硅光學技術有點像特洛伊木馬，專為基于X86（基于英特爾技術）處理器打造大規(guī)模計算系統(tǒng)服務。這是一種創(chuàng)新突破，如果我是英特爾，這也是對抗IBM這種對手的絕好一招。”

    穆塞爾同意這種說法。

    他說：“這不光是靠硅光學帶來收入的問題，而是關系到英特爾能否改變業(yè)界游戲規(guī)則的大事。”