数据中心的工厂是21世纪,处理信息的不断膨胀量,使全球经济。但是进步是有代价的。2015年,数据中心使用的电力比整个英国,大约400 terawatt-hours-a图,可能三到2020年,根据最近的一项研究在《挑战》杂志上。

高达40%的电力是在移动信息在数据中心。有一个更有效的替代,可以减半这些传输使用的能量,相当于退役多达250大型发电厂。到目前为止,还没有人知道如何使它工作。

在白实验室满架的测试设备,包电缆,以及机器拍摄绿色和蓝色光,一个研究小组已经接近拉。

在过去的两年里,他们已经开发了一种方法来重新机械用于半导体生产制造包快速lasers-each十分之一大小的人类头发和组件需要传输数据。他们预测的突破将使它具有成本效益的电脑发送信息在短距离使用光,或光子技术,到目前为止只有经济意义的传输覆盖几公里或更多。

广泛采用这种新方法可以帮助稳定数据中心的功耗,使科技行业持续增长而不会引发的能源危机。

三年前,Bash和他的团队在实验室开发软件来预测和管理数据中心的能源消耗。但考虑到新的数据中心正在打开的速度,他们意识到,他们的努力不太可能停止用电量的上升轨迹。

我们意识到我们必须减少硬件本身的能源消耗

第一次,实验室研究人员开始从根本上重新考虑计算机的体系结构和底层组件。

导致广泛的和雄心勃勃的努力构建机、计算机相结合的一种新型的光子传输与另外两个节能的突破:保留信息的非易失性内存,即使它不是权力,和systems-on-a-chip包处理器和内存大大加快数据处理。

当可用时,机器将使用的1%的能量每计算实现的今天,这些改进利用光子的数据传输。

决策点

在其历史的大部分时间里,计算机行业都是关于性能、Vinod Namboodiri说,威奇托州立大学副教授研究数据中心的能源消耗。“这甚至不是一个认为能源必须被考虑,”他补充道。

现在,他说,科技行业必须最后决定增量性能收益价值的额外的能源使用。

如今电脑发送信号通过电子在铜线,而这些电流在电线失去能量。为了成功地传输数据,需要被放大的信号附加电源的另一端。

光子没有这些特征。通过光纤电缆发送光子可能会增加数据吞吐量10倍而多次要求更少的能量比传统铜线传输。

光子传输使用微型设备称为收发器,由一个电子芯片、激光,镜头聚焦了从激光到光纤的光。包装还包括光学纤维电缆可以插进连接器,更像一个智能手机充电器插头。类似的设备在另一端包括一个解码信号的光电探测器和电子产品。

电信运营商已经这样在他们的光纤网络发送数据。光子传输不是广泛用于数据中心应用程序因为使接收器是一个昂贵的,手动的过程。对于运营商而言,花费数千美元一个收发器是一个小的费用而制定的成本数百英里的光纤信号将会穿过。

使用标准方法的过程类似于制造低成本的发光二极管或发光二极管,编造的晶片的机器到大约80000个人高速激光,每一个装有四个金属垫,可以进行电流。

同时,包含部分的团队需要不同的晶片,将激光光学连接器,和债券这一块玻璃微透镜和金属上的金属垫垫相同的激光。

不同机器高度焊料球的每个激光和削减每个晶片的80000激光包24激光。这个新剪块然后放在玻璃晶片。晶片被加热,融化焊料,导致金属垫每件连接。

这个过程是一个巨大的一步光纤的廉价大规模生产,光电组负责人迈克Tan说惠普实验室。

结果:数以千计的新激光精确追踪眼镜玻璃上的所有捆绑整齐。这些都是切成5毫米,3毫米块团队一个所谓的“光学引擎。”

“我们正在做的工作是非常实用的,”他说。“我们解决我们如何降低成本。”

市场之路

通过脉冲激光发送数据。目前,实验室激光脉冲足够快的传输大约32 gb每秒,足以满足以上要求最高的数据中心应用程序到下一个十年。

谭和他的团队已经花了去年在下一代光学引擎能够发送大约每秒100字节的数据在使用相同数量的能量,一个成就,可以进一步减少能源消耗。

把这事办成,他们使用的是四个,每个25-gigabit激光器发射特定颜色的红外线,波长。每个激光有一个镜头直接制造。

镜片直接从四个激光光到一个小玻璃板一侧反射镜和颜色过滤器。玻璃内的光之字形,这主要和重新定位的四梁,结合成一个。,然后直接到一个单一的纤维束。

另一方面,过滤分离不同波长成单个信号。由此产生的光学引擎可以发送四倍数据前代,并立即四倍数据中心的光纤基础设施的能力,在不增加一个额外的纤维。

团队提出了原型在11月的一次会议上。“这是整个美丽的创新,”Tan说。“你想出了一个主意,你测试它,改变它,最后它。”