“希望你生活在一个有趣的时代”，这是在21世纪数据中心时代中国流传甚广的流行句。计算机、存储和网络的需求从来没有如此之高，我们也从来没有遇到过如此多的物理限制，以至于我们不太确定如何继续下去。平心而论，将现在和未来分隔开来的障碍似乎常常无法逾越，而且现在的情况似乎更糟。

事实上，世界各地的组织所从事的大规模数据收集所认为的良性循环也是一种恶性循环。它强调存储系统和系统内部的互连以及将它们的共同连接。工作负载正在多样化，计算类型也在不断增加，以便为它们进行优化。现在，业界意识到我们需要一种技术来改进I／O，否则将遇到一个巨大的瓶颈，它会让工作变得一团糟。

由英特尔数据中心集团副总裁兼连接组战略办公室负责人Mike Zeile发表了以数据中心网络为主体的演讲。Zeile解释了芯片制造商如何看待网络前景，以及如何创建平衡的分布式系统，以能够处理不断产生的海量信息，并希望从中获得价值。

Zeile表示：“I／O需求无处不在，”“它是分布式计算和存储上的点对点，无论是节点到内存、节点到存储还是到网络。每一个链接都达到了一个临界点，我们需要的不仅仅是每隔几年就能得到的增量向量。我们从并行接口到1 Gb／sec SERDES，从10 Gb／sec SERDES到25 Gb／sec SERDES，然后我们开始在这些I／O多级信令之上分层，这样你就可以在同一条路上获得更多的数据。现在我们有50 Gb／s的PAM－4和100 Gb／s的PAM－4。虽然带宽在增加，但我们的距离越来越短，而功率越来越高，我们在硅上的占据了越来越大的空间，以支持这些超精密的SERDES技术［1］。我们正处在一个你很难逐步改善电子界面的境况，每增加一个接口都是一个挑战。”

对此，英特尔已经开发了自己的技术，并收购了许多其他技术。公司为处理器创建了自己的以太网控制器，也为服务器创建了自己的接口卡。英特尔为其以太网交换机ASIC收购了Fulcrum Microsystems，为QLogic收购了InfiniBand业务，为Cray收购了“Gemini”XT和“Aries”XC超级计算机互连。就在今年，英特尔收购了开关ASIC初创公司Barefoot Networks，并在硅光子学和computer Express Link （CXL）等系统互连领域做了大量的基础性工作。问题是，英特尔现在要做什么？

Zeile承认：“英特尔公司的每个人都花了一些时间和精力来理解计算互联的重要性。”“要在高性能下继续扩大计算和存储的规模——这是一个困难的问题，而且随着数据中心变得越来越大，这个问题将变得越来越困难。由于电子和光信号物理的局限性，现在仅仅通过数据中心所花的时间就需要几微秒。这就是我们大力投资于硅光子学的原因之一，说这将是整个行业和英特尔的一个重要间中断。

光子学为你提供了未来所需的每条车道的距离和吞吐量，但这也面临着一个有趣的挑战，将光电进行堆积并通过我们最好的并行转换器时，这项技术将会变得更强大，而且每条车道或界面的成本更高。但以现有的并行转换器技术，我们还不能以高于100 Gb ／秒信号进行传输，但实现光子继续大幅改善这些不同的向量的技术正在开发。”

对此，硬件设计师总是对未来充满信心，他们有能力走出困境。目前，硅光子学的研究和开发的重点是把光子学放到处理器上或非常接近处理器的封装中。

Zeile说：“这是我们对硅光子的投资和押注，”我们现在市场上有100 Gb／sec的模块，使用25 Gb／sec的通道，也有400 Gb／sec模块使用100 Gb／sec通道采样给客户。英特尔和业界正在投入大量资金，并将其集成在处理器和交换机上。在此过程中，我们就不得不重新设计调制器，以获得更小的内存占用和更高的性能。还有就是热管理的处理，因为激光对热比较敏感。

但英特尔与众不同的一点就是，我们已经在硅上安装了激光器，而几乎所有其他公司都安装了外接激光器。因此，对我们来说，将激光集成到一个封装中是相当简单的，无论是一个芯片还是一个多芯片模块。在任何情况下，这些都是我们投资的地方，以便取得突破，使硅光子学变得实用。我们可以在几年内把它交到客户手中，而其他人则认为，这更像是5年以后的事。”

即使我们能在未来几年内，改用硅光子学来完善带宽的增长、距离的延长和互连中延迟的下降，但关于数据中心中计算、存储和网络的现状，还有一件有趣的事情。Zeile引用了在英特尔的演讲中不时看到的统计数据，世界上超过一半的数据是在过去两年中创建的，而只有2％的数据被分析过。

Zeile指出：“即使所有这些数据没有被分析，它仍然需要被移动，我认为这一点有时会丢失。”“这种数据移动给网络基础设施带来了巨大的压力，从边缘开始，然后回到数据中心。所有这些数据都必须被移动，这让我们对I／O需求产生疯狂转变，虽然你可以移动数据，但你可能无法存储所有数据。”

一旦网络瓶颈得到解决，看起来存储成本将不得不下降，以便在数据到达底层之前捕获数据。但对于英特尔的另一个部门和整个存储行业来说，这是一个问题。

注意： SERDES是英文SERializer（串行器）／DESerializer（解串器）的简称。它是一种主流的时分多路复用（TDM）、点对点（P2P）的串行通信技术。