PCI Express探索将在光上运行的PC技术

任何为个人电脑购买或研究购买新的固态硬盘的人都知道它们的局限性：他们经常受到通往PC其余部分的PCI Express总线的限制，而且它们会产生大量的热量。PCI Express的架构师正在考虑一种解决方案：用光代替PCIe的电气互连。

PCI特别兴趣小组(PCI-SIG)正在组建一个工作组，以开发一种标准化的光学互连，该互连可以取代PC中的电子总线。用光子取代电子可以通过减少电阻来节省电力和热量，同时还可以提高PC本身的整体性能。

PCI Express可能是PC中最重要的总线技术，它连接了PC中最重要的组件：处理器、外部GPU和SSD。对PCI Express规范的任何更改都会极大地提高PC的性能。然而，从电到光的转变将是革命性的。

然而，不要指望光学PCIe很快就会上市，无论是作为规范还是作为实际产品。首先，PCI Express 7规范目前计划于2025年发布，提供高达每秒1280亿次的传输。但正如我们在总结最好的内部固态硬盘时所哀叹的那样，最先进的是PCI Express 4固态硬盘-顺便说一句，这是2017年敲定的标准。

目前也不清楚SIG将采用什么技术。在声明中，SIG简短地描述了它的目标：“这个新的光学工作组将努力使PCIe架构更加光学友好，”它说。传统上，SIG的角色只是发布一个标准，确保互联互通，并允许制造商按照共同的标准工作。

为什么PCI Express会使用LIGHT？

使用光纤传输数据已经有十多年的历史了。例如，英特尔首先谈到了一种名为Light Peak的技术，作为USB的光学替代品，但后来放弃了这一具体目标。但到了2010年，英特尔已经开始展示个人电脑内部的光学互连，其速度可以达到每秒50Gb。这项被称为硅光子学的技术可以构成光学PCIe互连的基础。

为什么要用光而不是电子？正如一篇论文总结的那样，摩尔定律即将终结的想法促使人们采取新的方法。摩尔定律迫使芯片设计者转而考虑多核芯片。摩尔定律假设芯片上的晶体管密度每12至18个月翻一番，英特尔首席执行官帕特·盖尔辛格誓言要继续甚至超越这一定律。但连接所有这些核心需要复杂的互连，而这种互连方案实际上可以消耗芯片80%以上的功率。这就证明了认真考虑用光纤来替代这种电气互连是有道理的。

很可能，PCI-SIG的工作将首先惠及服务器和云计算，它们可以承担早期硬件的高昂成本。但如果PCISIG的工作取得成果，有一天我们的个人电脑可能会在里面聚集光子和电子。