2013年10月27日—31日，由中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)主辦，中國軟件行業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)學(xué)軟件分會(huì)協(xié)辦，中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)高性能計(jì)算專業(yè)委員會(huì)、桂林電子科技大學(xué)共同承辦的2013年全國高性能計(jì)算學(xué)術(shù)年會(huì)(HPC China2013)在廣西桂林召開。本屆盛會(huì)圍繞著高性能計(jì)算技術(shù)的研究進(jìn)展與發(fā)展趨勢、高性能計(jì)算的重大應(yīng)用等主題展開，促進(jìn)信息化與工業(yè)化的深度融合，為相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)者提供交流合作、發(fā)布最前沿科研成果的平臺(tái)，推動(dòng)中國高性能計(jì)算的發(fā)展。

大會(huì)第二天主會(huì)場上，中科院半導(dǎo)體研究所研究員俞育德帶來了主題為《Silicin photonic integration is the best choice for High Performance Computing》的精彩分享。在演講中，俞育德介紹了HPC的發(fā)展與器件的相關(guān)性、光互聯(lián)的發(fā)展和硅基光集成器件研制進(jìn)展。

中科院半導(dǎo)體研究所研究員 俞育德

對于光互聯(lián)俞育德說，未來十年的高性能計(jì)算機(jī)將由電互聯(lián)技術(shù)向光互聯(lián)技術(shù)方向轉(zhuǎn)變，其原因是光互聯(lián)可以將芯片之間的互聯(lián)距離拉近，而且具有低延遲、多路信號(hào)和低功耗等優(yōu)勢。

對于光子集成的要求和發(fā)展俞育德提出了四點(diǎn)趨勢。

1、 傳輸波長的選擇

光纖通信的波長是由光纖的傳輸窗口決定的，光互聯(lián)的波長則由光波導(dǎo)的波長來優(yōu)選。因此光波導(dǎo)的材料、結(jié)構(gòu)和特性將在光互聯(lián)應(yīng)用中處于決定性的位置。顯然，1.55和2.3微米波段具有許多優(yōu)勢。

2、 超高速的要求

目前電互聯(lián)中電子器件的速率為10Gb/s左右，并行運(yùn)算的計(jì)算機(jī)整機(jī)的速率已達(dá)到千萬億次的高速率。

進(jìn)一步對器件的需求是100Gb/s的高速率。光互聯(lián)的超高速率目標(biāo)位：2015年和2022年終的I/O速率將分別達(dá)到82Tbit/s和230Tbit/s。

3、 低功耗的要求

信息網(wǎng)絡(luò)中，Pb/s量級(jí)節(jié)點(diǎn)的年耗電量將超過1000億度 ，比三峽大壩滿負(fù)荷發(fā)電量還有。為了在足夠低的芯片能耗下實(shí)現(xiàn)高比特率，要求片外總消耗量~50-170fj/b，器件能量~2-30fj/b，片上總能耗~10-30fj/b，器件能量~2-6fj/b。這些指標(biāo)比當(dāng)前的器件水平低3-5個(gè)能量數(shù)。

4、 集成技術(shù)的途徑

硅光子學(xué)的出現(xiàn)給光子集成帶來了希望。成熟的CMOS工藝提供了極好的技術(shù)基礎(chǔ)，Si、SOI和SiGe等同CMOS兼容，因此應(yīng)用CMOS工藝制造光子集成回路是最佳的選擇和比由之路。