澳門教育家陳康妮：銅線使用電信號，而光纖使用光子
陳康妮・2021-03-12【作者簡介】 陳康妮 Miss Connie 澳門科技大學講師 澳州墨爾本大學主修高等教育管理學 澳門高等教育管理學專家（Digital Educator） 澳門培訓師 （Digital Trainer） 澳門教育專欄作家 （Digital Writer ) 全球職涯發展師 從事高等教育管理培訓工作十七年 外國研究人員開發了一種數據傳輸系統，該系統可以比USB傳輸速度快10倍。新的鏈接將高頻矽晶片與一根細細的頭髮的聚合物電纜配對。該系統有一天可以提高數據中心的能源效率。 明確的數據交換需求是顯而易見的，尤其是在遠程工作的時代。“電腦晶片（雲計算，互聯網，大數據）之間共用的信息量激增。而且很多情況都是通過傳統的銅線發生的。但是銅線（如USB或HDMI電纜中的銅線）非常耗電-特別是在處理繁重的數據負載時。 “在燃燒的能量和資訊交換率之間存在根本的權衡。”儘管對通過長於一米的管道進行快速數據傳輸（每秒超過100吉比特）的需求不斷增長，典型的解決方案是“體積越來越大且成本越來越高”的銅纜。 銅線的一種替代方法是光纜，儘管它有其自身的問題。銅線使用電信號，而光纖使用光子。這樣一來，光纖就可以快速傳輸數據，而幾乎沒有能量消耗。但是矽電腦晶片通常不能很好地與光子配合使用，這使光纜和電腦之間的互連成為一個挑戰。 目前沒有辦法有效地產生，放大或檢測矽中的光子。“有各種各樣昂貴而復雜的整合方案，但是從經濟學的角度來看，這並不是一個很好的解決方案。”因此，外國研究人員嘗試開發了自己的方案。 外國研究人員的新鏈接利用了銅纜和光纖管道的優勢，同時消除了它們的弊端。 它們的導管由塑膠聚合物製成，因此比傳統的銅纜更輕巧，製造成本也可能更低。但是，當聚合物鏈路通過太赫茲電磁信號運行時，在傳輸高數據負載方面，它的能源效率要比銅高得多。 新鏈路的效率可以與光纖媲美，但具有一個關鍵優勢：“它可以直接與矽晶片相容，而無需任何特殊製造。” 該團隊設計了這種低成本晶片，以與聚合物導管配對。通常，矽晶片難以在亞太赫茲頻率下工作。然而，該團隊的新晶片產生的高頻信號具有足夠的功率，可以將數據直接傳輸到導管中。研究人員說，從矽晶片到導管的幹淨連接意味著整個系統可以用標準的，具有成本效益的方法來製造。 新連接在尺寸上也超過了銅。 “電纜截面積為0.4毫米乘以四分之一毫米” 所以，它很小，就像一縷頭髮。儘管尺寸很小，但由於它通過三個不同的並行通道（按頻率分開）發送信號，因此它可以承載大量數據。鏈接的總帶寬為每秒105吉比特，比銅基USB電纜快近一個數量級。 這條電纜可以“解決帶寬挑戰，看到這種趨勢正朝著越來越多的數據方向發展。” 希望在將來將它們捆綁在一起，以更快地製造聚合物導管。那麼數據速率將超出圖表。它可能是每秒1 TB，但仍然很便宜。 研究人員建議，像服務器場這樣的“數據密集型”應用程式可能是新鏈接的早期採用者，因為它們可以大大減少數據中心的高能耗需求。該鏈接也可能是航空航太和汽車行業的關鍵解決方案，這些行業對小型輕型設備非常重視。有一天，由於鏈接的簡單性和速度，該鏈接可以代替家庭和辦公室中的消費電子電纜。 與[銅纜或光纖]方法相比，它的成本要低得多，並且帶寬要寬得多，損耗也要低於傳統的銅纜解決方案。
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