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光峰的工作原理

来源:
2023-02-06
类别:基础知识
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文章创建人 拍明芯城

  

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  一位英特尔工程师拿着 Light Peak 芯片。查看更多 电脑硬件图片.

  英特尔如果你拿起一台 1980 年代后期的计算机、另一台 1990 年代后期的计算机和今天的一台并排放置,您会发现多年来我们使用了很多不同的外围设备端口。较旧的计算机具有特殊的端口,仅用于配件,例如 键盘, 小 鼠、打印机和显示器。对于较旧的计算机,您还必须在 母板 如果您想添加其他外围设备,如操纵杆和游戏手柄。

  然后是通用串行总线,或者 USB标准。虽然USB并没有消除所有特殊端口,但它确实减少了它们的数量。如今,键盘、鼠标、打印机和网络摄像头等外围设备都可以作为 USB 配件提供。端口是 可热插拔,这意味着您可以随时连接或断开它们。它们还可以互换,因为您不必总是将每个设备插入特定的 USB 端口。但USB有其局限性。

  其中一个限制是速度。USB 2.0 标准以每秒 480 兆比特 (Mbps) 的速度传输数据。这对于键盘和鼠标等配件来说足够快,但对于计算机显示器等高带宽配件来说还不够快。USB 3.0标准将速度提高到每秒4.8千兆位(Gbps),比USB 2.0快10倍,但计算机行业采用USB 3.0的速度很慢。

  英特尔对使用标准化格式高速传输数据有自己的答案。它被称为 光峰.英特尔代表表示,它有可能以USB 3.0的20倍以上的速度传输数据。顾名思义,它将通过光的媒介做到这一点。

  光速

  光纤 不是新技术。在最基本的层面上,一个 光纤电缆 是外表面涂有反光材料的玻璃管。如果将一束强烈的光束射到光纤线的一端,光线将沿着线继续向下,沿着内部反弹,直到从另一侧出现。如果您关闭和打开灯,则可以通过代码进行通信。这是一种高科技方法,可以追溯到信号灯笼的古老想法。

  光纤不是用摩尔斯电码进行通信,而是以比特传输信息。一端的激光提供光,另一端的传感器将信号转换为二进制数据。一些 互联网 服务提供商 (ISP) 使用光纤通过其网络传输数据。少数提供光纤接入到客户家庭,这意味着这些客户可以享受极快的互联网接入。这是因为与将电子传送给客户的铜线不同,光纤不受物质限制的限制。数据可以以光速传播。

  英特尔的Light Peak将利用这项技术。一个特殊的芯片是系统的中心。该芯片可以处理多种协议。一个 协议 是一组指令,在某种程度上类似于语言。使用特定协议的设备无法理解其他协议。通过构建可以处理多种协议的芯片,英特尔希望减少对不同类型的电缆和端口的需求。

  在光峰中产生光的激光器是垂直腔面发射激光器(VCSEL)。它们的边长为250微米 - a 千分尺 只是百万分之一米。

  英特尔解释说,Light Peak芯片将有四根光纤。每根光纤每秒将能够携带10千兆位的信息。为什么使用多根光纤?在任何给定时间,光纤线上的通信仅在一个方向上传播。使用多根光纤,通信可以同时往返芯片。这将有助于使数据事务以更快的速度发生。

  光峰值与 USB 2.0

  Light Peak每秒可以承载比USB 2.0更多的数据,USB 2.0的最高速度为每秒480兆比特。光峰有 双向 通信能力也是如此,这意味着数据可以同时从计算机流式传输和流向计算机。USB 2.0 使用一种称为 投票,这意味着通信一次只能沿一个方向流动。USB 3.0允许双向通信,并将数据传输速度提高到每秒4.8千兆位 - 仍然不到Light Peak初始速度的一半。

  光峰的优缺点

  

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  四根细光纤将光传入和传出Light Peak芯片,最终达到每秒100千兆位的数据传输速度。

  英特尔除了速度之外,还有其他原因需要前进 光纤.一是一旦制造光纤线路的成本下降,它应该比铜基电线更实惠。玻璃的制造成本相对较低——它本质上是沙子。

  您甚至可以将设备与 Light Peak 电缆菊花链连接在一起。在一个演示中,英特尔将计算机连接到外部 硬盘 使用光峰电缆。然后,英特尔将第二根Light Peak电缆从外部硬盘驱动器连接到高清显示器。计算机识别这两种设备,并且可以在从外部硬盘驱动器中提取数据的同时将视频发送到显示器。该演示表明,Light Peak不仅速度快,还证明了它可以通过相同长度的电缆使用两种不同的协议传输数据。它还表明,您不必将每个外围设备直接插入计算机 - 您可以将外围设备用作集线器。

  另一个优点是光纤可以在更长的距离内传输信号而不会降低质量。最大长度为 USB 电缆长约 5 米(16.4 英尺)。但是光纤线路可以长达 100 米(328.1 英尺),而不会降低质量。Light Peak中的纤维直径只有125微米,大约是人类头发的直径。对于需要长而轻的电缆的应用,光纤胜出。

  铜基电线还有另一个问题——干扰。铜容易受到射频(RF)干扰,这可能导致质量问题。但光纤使用光,不受射频泄漏或辐射的影响。

  英特尔在开发 Light Peak 时是否遇到过问题?很难从公司获得信息,但一个迹象表明开发并不像它可能的那样顺利,第一代Light Peak技术将使用铜而不是光纤来传输数据。根据英特尔的说法,这是因为工程师们发现了将铜的性能推向超出他们认为可能的方法。但是,如果光纤是未来,为什么要使用铜呢?

  可能是英特尔仍在完善光纤技术,并计划使用铜线作为权宜之计。Light Peak的早期新闻稿表明,该技术将从2010年开始出现在产品中。英特尔将这一时间表推迟到2011年。虽然无法确认工程师在研究光纤解决方案时遇到了障碍,但制造挑战或性能问题有可能减缓了开发速度。

  像一道雷霆

  2011年2月24日,苹果公布了其MacBook Pro系列笔记本电脑的更新。新功能之一是 霹雳 -- 能够以每秒10千兆比特的速度发送信息的数据传输端口。听起来很耳熟?这是英特尔的Light Peak,有了新的名字。这是否会成为Light Peak的新名称,或者Thunderbolt是否仍将是Apple独有的功能还有待观察。

  光峰之谜

  在新技术方面,英特尔尚未回答几个问题。一个问题是Light Peak是否会为外围设备供电?这 USB 标准可以将电力从计算机传输到外围设备。这就是 USB 键盘或鼠标不需要电池的原因。但 光纤 无法有效地为设备供电。在接受《笔记本电脑杂志》采访时,英特尔工程师Victor Krutul解释说,Light Peak将通过电力而不是光学方式提供电力。这意味着英特尔将在 Light Peak 电缆中捆绑铜线和光纤。铜线将承载电力,光纤将承载数据[来源: 管家].

  Light Peak会取代USB 3.0吗?目前,最新版本的USB标准尚未对产品产生重大影响。USB 3.0的数据传输速率不到Light Peak初始速度的一半。如果英特尔对Light Peak最终达到每秒100千兆位的传输速度是正确的,那么可能没有理由转向USB 3.0。但英特尔代表表示,Light Peak并不意味着取代或与USB 3.0竞争。根据英特尔的说法,这两种技术应该协同工作。

  英特尔是否会在准备推出Light Peak时延迟对USB 3.0标准的支持?一些记者,如The Register的Chris Mellor,曾问英特尔延迟支持USB 3.0是否是出于推广Light Peak技术的愿望[来源: 梅勒].公司官方回应否认了这一指控。英特尔在开发USB技术方面也发挥了作用。但是,当其他芯片制造商生产支持USB 3.0的芯片组时,英特尔已将生产推迟到2012年。

  我们所知道的是,英特尔已经与苹果合作。我们应该期待在不久的将来看到Apple产品支持Light Peak连接。Light Peak会成为数据传输的新标准,还是会效仿Firewire,在USB上扮演第二小提琴?我们将不得不拭目以待。

  通过下一页上的链接了解有关计算机和数据传输的更多信息。

  常见问题

  什么是光峰技术?

  光峰技术是一种新型光纤,旨在以极高的速度传输数据。



责任编辑:David

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