欧盟研发芯片到芯片通信：拟将服务器刀片吞吐量提高16倍，功耗降低10倍

　　ICCSZ讯    据近日报道，欧盟已于2016年2月1日启动ICT-STREAMS项目，研发电路板级高速芯片到芯片通信的收发机和路由技术，目标是将先进刀片服务器密度提升4倍，吞吐量增加16倍，功耗降为原来的1/10。　　

　　研究内容

　　ICT-STREAMS项目计划使用硅光电技术、紧凑型密集波分复用(DWDM)系统、高信道数和密集嵌入式光引擎，使电路板级总数据吞吐量超越25Tb/s。项目具体研究内容包括6项：

　　1、50Gb/s高效能光电和电子收发机器件

　　要求芯片间通信速率达到50Gb/s，以提升宽带密度和连接效能，并减少所需的封装管脚数。为此，该项目将使用成熟的硅光电技术研发硅光电器件和相应的驱动电路，集成密度要超过现有最高水平，进而能以具有竞争力的芯片尺寸/信道密度比实现32个硅光电阵列，为后续组成1.6Tb/s波分复用(WDM)光引擎做准备。　　

　　2、支持DWDM光互连的硅基Ⅲ-Ⅴ硅基激光器和纳米放大器

　　该项目将采用硅基磷化铟(InP)技术，并达到增益结构可在后道工艺(BEOL)中完整嵌入、激光器制造方法与互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺兼容、集成的面内激光器不需要与硅芯片的机械光束对准等要求。还将引入基于硅基Ⅲ-Ⅴ光电晶体的纳米放大器作为新的放大器范式，来支持带有智能路由功能和先进特性的光功率平衡链路。　　

　　3、带有非侵入式集成监控器的热偏移补偿子系统

　　高密度集成有源光器件可能引发严重的热串扰现象，影响整个WDM波长的稳定性。项目将在WDM硅光电器件中，采用带有非侵入式波长监测和控制技术的创新型热偏移补偿系统(TDCS)，保证所提出的多信道硅光电技术具有实际的可用性。　　

　　4、低损耗和低成本单模光电印刷电路板、低成本光电集成工艺

　　要实现光电技术的产业化，需要为嵌入式光电器件提供一个可操作、紧凑、可靠和节约成本的解决方案。项目将使用带有高密度、高频率射频和光电I/O接口的单模聚合物光电印刷电路板(EOPCB)作为服务器刀片的电路板，一步完成从芯片到板级的组装，减少制造时间和成本。　　

　　5、由软件控制的、高能效WDM嵌入式光引擎

　　项目将通过32×的WDM信道数和50Gb/s的信道数据速率，实现吞吐量1.6Tb/s、能效3.75pJ/bit的光引擎，突破现有收发机技术的性能边界。　　

　　6、采用EOPCB贴装的16×16 WDM主平台

　　项目将在聚合物EOPCB上集成光引擎和一个基于16×16阵列波导光栅路由器(AWGR)器件，以WDM并行传输作为路由方式，通过多个插座间任意双向大数据传输，超越现有带宽和开关延迟性能极限，使总吞吐量达到25Tb/s，并减少冲突和延迟。例如，这样一个16座服务器刀片结构能够支持百亿亿次计算而所占面积只是目前标准的1/4。　　

　　项目组织

　　该项目为期三年，是欧盟“地平线2020”计划的一部分，总投资409万欧元，欧盟出资292万欧元;由希腊塞萨洛尼基亚里士多德大学牵头，包括5个顶级学术和研究机构，三个领先工业合作伙伴，一个在光子互联产业链上的中型企业。　　

　　预期意义

　　该项目引入硅光电技术和WDM作为提升容量、降低功耗的路由机制，将分别在光引擎级和板级实现1.6Tb/s和25.6Tb/s的吞吐量。在服务器机架设计中采用芯片到芯片通信是目前高端服务器产业发展的热点，可以有效增加数据吞吐能力，并减少物理空间、网络复杂度、开关及线缆的用量和能耗。

　　补充信息

　　刀片服务器是指在标准高度的机架式机箱内可插装多个卡式的服务器单元，是一种实现高可用高密度(HAHD)的低成本服务器平台，为特殊应用行业和高密度计算环境专门设计。刀片服务器就像“刀片”一样，每一块“刀片”实际上就是一块系统主板。刀片式服务器已经成为高性能计算集群的主流，在全球超级500 强和国内100强超级计算机中，许多新增的集群系统都采用了刀片架构。采用刀片服务器可以极大减少所需外部线缆的数量，可大幅降低由于线缆连接故障带来的隐患，提高系统可靠性。