上周，英特爾公司（Intel）揭開了新一代光學(xué)硅芯片的面紗，標(biāo)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(jì)算機(jī)群間的數(shù)據(jù)傳輸速率。而在進(jìn)行這一開發(fā)時(shí)，英特爾不僅僅是將光速物理學(xué)應(yīng)用于數(shù)據(jù)傳輸而已，其“硅光子學(xué)”技術(shù)將徹底改變數(shù)據(jù)中心和高能計(jì)算設(shè)備的設(shè)計(jì)及架構(gòu)方式，從而不光是為英特爾本身，而是為整個(gè)計(jì)算行業(yè)開辟宏大的遠(yuǎn)景。

    硅光學(xué)的概念其實(shí)并不復(fù)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(shí)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(jí)計(jì)算機(jī)里那些盤根錯(cuò)節(jié)、到處蔓延的硬件設(shè)備能用光速傳輸載體相聯(lián)，其速度和效率將立刻實(shí)現(xiàn)飛躍。而相應(yīng)的挑戰(zhàn)一直在于如何實(shí)現(xiàn)小型化，同時(shí)降低復(fù)雜性，這一點(diǎn)英特爾現(xiàn)在似乎已經(jīng)克服了。

    簡(jiǎn)單地說，英特爾已經(jīng)開發(fā)出了一種能將極其細(xì)微的激光束——以及能在電子信號(hào)和光信號(hào)之間實(shí)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(shí)開發(fā)出了大規(guī)模生產(chǎn)的技術(shù)。兩周前面世的這塊硅光子芯片傳輸速度可達(dá)到每秒100G，使現(xiàn)有的傳輸水平立刻相形見絀：現(xiàn)在機(jī)架上連接服務(wù)器的擴(kuò)展插槽數(shù)據(jù)線的標(biāo)準(zhǔn)傳輸速度為每秒8G，而將機(jī)架服務(wù)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(wù)器內(nèi)部以及服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)傳輸速度更快了，數(shù)據(jù)中心和超級(jí)計(jì)算機(jī)群的運(yùn)行更高效了，同時(shí)也為英特爾帶來了全新的巨額潛在收入【去年服務(wù)器的全球出貨量達(dá)到810萬臺(tái)，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(jì)算和大數(shù)據(jù)能力】。實(shí)際上，這件事的意義遠(yuǎn)不止于此。機(jī)架服務(wù)器內(nèi)部及彼此間能實(shí)現(xiàn)超高速數(shù)據(jù)傳輸將徹底改變數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì)方式，促進(jìn)更加高效、更有效能的計(jì)算中心和數(shù)據(jù)中心的涌現(xiàn)。

    高德納公司（Gartner）技術(shù)及服務(wù)供應(yīng)商研究集團(tuán)的首席研究分析師舍基思•穆塞爾稱：“這使得重新定義計(jì)算系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)成為可能，而這正是關(guān)鍵所在。我們將能建造規(guī)模大得多的計(jì)算系統(tǒng)。以前我們每次只能增加一臺(tái)服務(wù)器，今后則能建造超大規(guī)模的服務(wù)器。”

    現(xiàn)有的數(shù)據(jù)中心架構(gòu)受到諸多技術(shù)限制的局限，其中很多與數(shù)據(jù)傳輸有關(guān)。一般來說，每個(gè)機(jī)架服務(wù)器都需要一組存儲(chǔ)設(shè)備、處理器和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施才能有效運(yùn)轉(zhuǎn)，這是因?yàn)檫@些組件之間的物理隔離會(huì)導(dǎo)致處理延遲。這種系統(tǒng)往往需要花大量時(shí)間將電信號(hào)從一個(gè)物理位置通過銅質(zhì)或網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)線傳輸?shù)搅硪粋€(gè)位置，結(jié)果導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行速度降低。

    咨詢公司Moor Insights & Strategy的高級(jí)分析師兼首席技術(shù)官保羅•泰西表示，很多硬件公司正在設(shè)法解決這個(gè)問題。一般情況下，它們的做法是，在每個(gè)機(jī)架服務(wù)器中搭建新的架構(gòu)，在更小數(shù)量級(jí)的水平上進(jìn)一步整合存儲(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算/處理器，以降低延遲，同時(shí)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(xué)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(shí)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(bǔ)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(guān)鍵支撐要素，并可能改變計(jì)算系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(shí)時(shí)交易數(shù)據(jù)庫(kù)，那就會(huì)想要一個(gè)大型的連續(xù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)池，而不是在整個(gè)數(shù)據(jù)中心的每臺(tái)機(jī)架服務(wù)器上零星分布，依靠數(shù)據(jù)線連接的那種存儲(chǔ)數(shù)據(jù)?？楷F(xiàn)有的架構(gòu)無法做到這一點(diǎn)，但憑借能克服延遲的硅光學(xué)芯片的高速傳輸能力，數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)師就能大膽設(shè)想了，還能為需要極高運(yùn)算效率的特定任務(wù)定制計(jì)算陣列。穆塞爾稱，關(guān)鍵在于效率。聯(lián)網(wǎng)的機(jī)架服務(wù)器的運(yùn)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(shù)相比，硅光學(xué)芯片產(chǎn)生的熱能更少。同時(shí)，如果能讓設(shè)計(jì)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(shè)備從而進(jìn)一步降低能耗，這種技術(shù)還能讓他們自由構(gòu)思數(shù)據(jù)中心和超大規(guī)模計(jì)算設(shè)施與現(xiàn)有模式完全不同的構(gòu)建方式。

穆塞爾稱：“這確實(shí)是模式方面的一個(gè)大轉(zhuǎn)變，而如果他人無法做到這一點(diǎn)——即如果這種技術(shù)能大幅降低聯(lián)網(wǎng)成本，同時(shí)通過降低聯(lián)網(wǎng)的能耗從而減少總能耗——那就是關(guān)鍵價(jià)值所在。而且這還能讓英特爾保護(hù)自己的主要業(yè)務(wù)，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(duì)那些可能靠體積更小、能耗更低的處理器打江山的對(duì)手，它就能讓它們的價(jià)值主張大打折扣。他說：“現(xiàn)在能夠隨心所欲地制造計(jì)算系統(tǒng)了，因?yàn)橛⑻貭柲芙档吐?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(shí)現(xiàn)。泰西表示，對(duì)很多應(yīng)用來說，硅光學(xué)技術(shù)還太過昂貴（英特爾還未公布官方定價(jià)），而且對(duì)現(xiàn)在很多注重?cái)?shù)據(jù)應(yīng)用的公司來說，大規(guī)模計(jì)算的其他方面更加重要。除了這項(xiàng)技術(shù)本身還不夠成熟外，目前聯(lián)網(wǎng)能耗也還沒有達(dá)到讓全面上馬硅光學(xué)技術(shù)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(huì)改觀。”

    不過，正如穆塞爾所指出的，對(duì)英特爾的硅光學(xué)技術(shù)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(jiǎn)單。它事關(guān)創(chuàng)造一種全新的模式，讓英特爾的芯片制造這個(gè)核心業(yè)務(wù)及其他大規(guī)模計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施能獲得更大的發(fā)展。

    泰西說：“硅光學(xué)技術(shù)有點(diǎn)像特洛伊木馬，專為基于X86（基于英特爾技術(shù)）處理器打造大規(guī)模計(jì)算系統(tǒng)服務(wù)。這是一種創(chuàng)新突破，如果我是英特爾，這也是對(duì)抗IBM這種對(duì)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(xué)帶來收入的問題，而是關(guān)系到英特爾能否改變業(yè)界游戲規(guī)則的大事。”