KR20110107808A - 광학 모듈 및 컴퓨팅 시스템 - Google Patents
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Abstract
시스템(200)은 기판(220) 상에 형성된 광 도파관(210)과, 광 도파관 내의 복수의 스티어링 미러(230)를 제공한다. 스티어링 미러는 2개 이상의 컴퓨팅 구성 요소(260) 사이에 광빔(240)을 지향시키도록 구성될 수 있다. 복수의 스티어링 미러 지지체(250)가 사전 설정된 위치를 갖는 도파관 내에 위치된다. 스티어링 미러 지지체는 다양한 구성을 생성하기 위해 광 도파관 내의 사전 설정된 스티어링 미러 지지체에 스티어링 미러가 선택적으로 재위치될 수 있게 하도록 구성된다. 다양한 구성의 스티어링 미러는 광 도파관 내의 컴퓨팅 구성 요소 사이에 다중 접속성을 형성하기 위해 하나 이상의 광빔을 지향시킨다.
Description
회로 기판 상의 컴퓨터 칩 속도가 증가함에 따라, 칩간 통신에서의 통신 병목 현상이 큰 문제점이 되고 있다. 일 가능한 해결책은 고속 컴퓨터 칩을 상호 접속하기 위해 광 파이버(optical fiber)를 사용하는 것이다. 그러나, 대부분의 회로 기판은 다수의 재료층을 포함하고, 이들의 제조에 이용되는 공차는 광학 인터페이스의 요구에 일치하지 않는다. 상호 접속 인터페이스에 대한 파이버의 정렬 공차는 일반적으로 미크론의 범위이다. 광 파이버를 물리적으로 배치하고 파이버를 칩에 접속하는 것은 회로 기판 제조 프로세스에서 부정확하고 시간 소모적일 수 있다. 회로 기판 주위 및 사이에 광학 신호를 라우팅하는 것은 상당한 추가의 복잡성을 추가할 수 있다. 컴퓨팅 부품 사이의 판매 가능한 광학 상호 접속부는 광대역 데이터 전송의 요구에 불구하고 어려운 것으로 판명되었다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 재구성 가능한 광 도파관의 측단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광 도파관의 측단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광 도파관의 측단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광 도파관의 측단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광 도파관의 형태학적 맵으로서, 본 발명의 실시예에 따른 광 도파관의 측단면도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 광 도파관의 측단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광 도파관의 측단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광 도파관의 측단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광 도파관의 측단면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광 도파관의 형태학적 맵으로서, 본 발명의 실시예에 따른 광 도파관의 측단면도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 광 도파관의 측단면도.
본 발명의 추가의 특징 및 장점은 본 발명의 특징을 예로서 함께 예시하고 있는 첨부 도면과 관련하여 취한 이어지는 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 이제, 예시되어 있는 예시적인 실시예의 참조가 이루어질 것이고, 특정 언어가 실시예를 설명하기 위해 본 명세서에서 사용될 것이다. 그럼에도, 본 발명의 범주의 어떠한 제한도 이에 의해 의도되지 않는다는 것이 이해될 수 있을 것이다.
회로 기판 상의 컴퓨터 칩 사이에 광학 상호 접속부를 형성하기 위한 일 구성은 제조 중에 회로 기판 상에 형성되지 않지만 제조된 후에 회로 기판에 추가되는 광 도파관을 사용하는 것이다. 광 도파관은 리소그래피, 사출 성형 또는 유사한 정밀한 프로세스를 사용하여 도파관을 형성하는 능력에 기인하여 이러한 조립체 내의 전자 기기를 상호 접속하기 위한 광 파이버 통신에 비해 우수할 수 있다. 도파관의 일 실시예는 통상적으로 폴리머 및/또는 글래스 유전체와 같은 실질적으로 광학적으로 투명한 재료로 형성된다.
폴리머 또는 글래스 유전 재료를 사용하여 형성된 전통적인 광 도파관에 대한 대안은 도 1에 도시된 바와 같이 간섭광(140)을 가이드(guide)하도록 구성된 대형 코어 중공 도파관(core hollow waveguide)(110)의 사용이다. 대형 코어 중공 도파관 내의 공기가 또한 유전체라는 것이 주목된다. 대형 코어 중공 도파관은 도파관이 가이드하도록 구성되는 간섭광의 파장의 50 내지 150배 정도의 직경(또는 폭 및/또는 높이)을 가질 수 있다. 대형 코어 중공 도파관은 광학 신호를 가이드하도록 구성된 정사각형, 직사각형, 원형, 타원형 또는 소정의 다른 형상인 단면 형상을 가질 수 있다. 더욱이, 도파관이 중공형이기 때문에, 광은 본질적으로 공기 또는 진공 중에서 광의 속도에서 이동한다.
레이저는 도파관 섹션(110) 내로 광빔 또는 신호(140)를 방출할 수 있다. 광빔 또는 신호는 도파관의 벽 사이에서 산란(bounce)될 수 있다. 각각의 반사시에, 빔의 실질적인 손실이 발생할 수 있다. 도파관 내의 손실을 감소시키기 위해, 반사성 코팅이 도파관의 내부를 덮도록 추가될 수 있다. 이해될 수 있는 바와 같이, 반사성 코팅은 도금, 스퍼터링 또는 유사한 프로세스를 사용하여 형성될 수 있다. 중공 도파관이 낮은 융점을 갖는 폴리머 또는 다른 재료를 포함하면, 반사성 코팅은 스퍼터링, 전해 도금 또는 열 증발과 같은 저온 프로세스를 사용하여 도포될 수 있다.
반사성 코팅은 간섭광의 파장에서 실질적으로 반사성인 금속, 유전체 또는 다른 재료의 하나 이상의 층으로 구성될 수 있다. 금속은 이들의 반사율에 기초하여 선택될 수 있다. 채널을 덮는 고도의 반사층이 요구된다. 예를 들어, 반사층은 고도의 반사층을 형성할 수 있는 은, 금, 알루미늄 또는 소정의 다른 금속 또는 합금을 사용하여 형성될 수 있다. 대안적으로, 반사층은 선택된 파장에서 실질적으로 반사성인 유전 재료의 하나 이상의 층으로부터 형성될 수 있는 유전성 스택일 수 있다. 반사층이 증착되기 전에, 미코팅 중공 채널은 임의의 표면 거칠기를 평활화하기 위해 열 리플로우(reflow)를 받게될 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니지만 열 리플로우 또는 전해 연마를 포함하는 다수의 제조 기술이 증착 프로세스 중에 발생할 수 있는 반사층의 표면 거칠기를 평활화하는데 사용될 수 있다.
중공 금속화된 도파관이 밀폐식으로 밀봉되지 않으면, 반사성 코팅은 시간 경과에 따라 산화될 수 있다. 반사성 코팅의 산화는 실질적으로 그 반사율을 감소시킬 수 있다. 금속 코팅의 반사율의 열화를 감소시키거나 제거하기 위해, 보호층이 반사성 코팅 위에 형성될 수 있다. 보호층은 간섭광의 파장에서 실질적으로 투명한 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 보호층은 반사성 코팅 위에 실질적으로 기밀한 접합부(air tight bond)를 형성할 수 있는 이산화실리콘 또는 소정의 다른 재료로 형성될 수 있다. 이 보호층은 또한 손실이 있는 반사층으로부터 전파하는 광을 더 분리함으로써 전파 손실을 감소시킬 수 있다.
반사면을 갖는 중공 도파관은 중실 도파관(solid waveguide)과는 상이하게 작동한다. 중공 도파관은 광 파이버와 같은 중실 도파관에서 통상적으로 발생하는 바와 같이 더 높은 굴절률 코어 영역과 더 낮은 굴절률 클래딩 영역 사이의 내부 전반사를 통하지 않고, 반사층(들)으로부터의 반사에 의해 광을 가이드하기 위한 감쇠된 내부 전반사의 원리를 사용하여 동작한다. 이해될 수 있는 바와 같이, 중공 도파관 내의 광은 내부 전반사를 위해 필요한 것보다 작은 입사각에서 반사될 수 있다.
몇몇 종래의 도파관 구조체는 능동적으로 스티어링되는 아키텍쳐를 사용하였다. 이들 아키텍쳐의 결점의 몇몇은 이러한 구조체의 높은 비용 및 크기이다. 또한, 종래의 도파관 구조체는 중간면 또는 후방면을 갖는 구조체를 사용하기 위해 베이스 중간면 또는 후방면에 대한 변경을 필요로 한다. 후방면은 일반적으로 다수의 컴퓨팅 구성 요소 또는 블레이드를 서로 접속하여 버스 또는 다중 점대점 접속부를 형성하여, 각각의 컴퓨팅 구성 요소가 모든 다른 컴퓨팅 구성 요소에 연결되게 되는 회로 기판이다. 후방면은 완전한 컴퓨터 시스템을 구성하기 위해 다수의 인쇄 회로 기판을 함께 접속하기 위한 골격으로서 사용될 수 있다. 중간면은 후방면과 유사한 회로 기판이지만, 카드 및 디바이스가 후방면의 단지 일 측면에 접속되는 반면, 중간면은 양 측면에 접속된 카드 및 디바이스를 갖는다. 중간면의 어떤 일 측면 내로든 카드를 플러깅하는 이 능력은 주로 중간면에 부착된 모듈로 구성된 더 대형의 시스템에서 종종 유용하다. 중간면은 서버 블레이드가 일 측면에 상주하고 주변 기기(파워, 네트워킹 및 다른 I/O) 및 서비스 모듈이 다른 측면에 상주하는 컴퓨터에서 (대부분 블레이드 서버에서) 유용하다. 중간면은 또한 샤시의 일 측면이 시스템 프로세싱 카드를 수용하고 샤시의 다른 측면은 네트워크 인터페이스 카드를 수용하는 네트워킹 및 전화 통신 장비에서 대중적이다.
이전의 해결책에서, 구성 요소 사이의 접속성을 변경하는 것은 후방면 또는 중간면을 변경하는 것을 의미한다. 후방면 또는 중간면은 교체 또는 교환이 어려울 수 있다. 업계는 실행 가능한 경제적인 제조 가능한 광학 후방면을 오랫동안 추구해왔다. 업계가 겪고 있는 문제점 중 몇몇은 매립된 파이버를 위한 효과적이고 제조 가능한 90도 회전 해결책의 결핍, 폴리머 또는 플라스터(plaster) 파이버 도파관에서의 과도한 손실 및 최종 해결책의 구성 가능성을 제한하는 후방면마다의 단일 세트의 접속성을 포함한다. 전기적 또는 광학 상호 접속성이건간에, 블레이드 대 블레이드 또는 기판 대 기판 컴퓨팅 통신은 속도, 밀도, 파워, 거리 및 신호 품질에 있어서 제한되어 있다. 일반적으로, 추가의 펌웨어 또는 소프트웨어가 또한 블레이드 사이의 접속을 프로그램하는데 요구된다.
이 시스템은 저비용이고, 수동 고정 스티어링 미러를 이용하고, 다중 포텐셜 시스템 상호 접속부 구성을 갖는 중공 코어 금속 도파관을 포함하는 광 도파관 모듈을 제공할 수 있다. 도파관 모듈의 설치는 중간면 또는 후방면에 대한 어떠한 변경도 요구하지 않는다. 이 해결책은 컴퓨팅 구성 요소 사이에 결정적 접속성 또는 통신 채널을 제공하기 위한 점대점 모듈형 구성의 중공 금속 도파관 구조체를 이용한다. 이들 컴퓨팅 구성 요소는 후방면 또는 중간면 내에 플러깅되는 블레이드 또는 기판 상에 위치될 수 있다. 모듈은 다양한 접속성 옵션을 갖고 구성될 수 있어, 따라서 다수의 잠재적인 모듈 구성을 서빙하기 위해 단일의 후방면 및 기계적 포위체를 가능하게 한다. 모듈은 접속을 프로그래밍하기 위한 어떠한 추가의 펌웨어 또는 소프트웨어를 필요로 하지 않을 수 있고, 속도, 거리, 밀도, 파워 또는 신호 품질의 제한과 같은 종래의 전기 디바이스의 다수의 다른 제한을 극복할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 이 출원에 개시된 광 도파관은 리소그래피 또는 유사한 프로세스를 사용하여 기판 상에 형성된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 도파관 모듈(100)을 도시한다. 중공 코어 금속 광 도파관(110)이 제공되고, 이는 기판(120) 상에 형성될 수 있고 전술된 바와 같다. 광 도파관 내에는 광빔 또는 광학 신호(140)를 스티어링하기 위한 복수의 스티어링 미러(130)가 있다. 광학 신호는 시트 금속으로 제조되는 것과 같은 블레이드 포위체(18) 내에 포위될 수 있는 컴퓨팅 구성 요소(160) 상의 광학 송신기 또는 광원 모듈(170)에서 발생될 수 있다. (본 명세서에 사용될 때, 광원 모듈은 광학 신호 또는 광빔을 전송하거나 수신하고 또는 송수신하는 것이 가능한 모듈이다.) 광학 신호는 도파관 내의 스티어링 미러 중 하나를 향해 지향되고, 여기서 도파관을 따라 종방향으로 소정 거리 이동하도록 미러로부터 반사된다. 도파관 내에는 적어도 하나의 다른 스티어링 미러가 위치되고, 이 스티어링 미러는 도파관으로부터 상이한 컴퓨팅 구성 요소 상의 광학 수신기 모듈 또는 광학 수신기로 광학 신호를 수신하고 반사하도록 구성된다. 이 방식으로, 광학 신호는 컴퓨팅 구성 요소 사이의 고속의 효율적인 광학 통신을 제공하기 위해 일 컴퓨팅 구성 요소로부터 다른 구성 요소로 도파관을 통해 이동할 수 있다.
일 실시예에서, 복수의 스티어링 미러(130)는 하나 이상의 부분적으로 반사성 스티어링 미러(150)를 포함할 수 있다. 부분적으로 반사성 스티어링 미러는 컴퓨팅 구성 요소 상의 광학 수신기 모듈(170) 또는 광학 수신 유닛에 광학 신호의 다른 부분을 반사하면서 광학 신호(140)의 일부분이 부분적으로 반사성 스티어링 미러를 통해 통과할 수 있게 하도록 구성될 수 있다. 광학 신호는 당 기술 분야에 공지된 바와 같이 다양한 방법에 의해 부분적으로 반사될 수 있다. 몇몇 예는 편광 미러, 부분적으로 투명한 미러, 주파수 의존성 미러 또는 영역 기반 광학 스플리터를 사용하는 것을 포함한다.
부분적으로 반사성 미러(150)는 광학 신호(140)가 분할된 후에 지향되는 컴퓨팅 구성 요소의 각각에 원하는 양의 파워를 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 미러는 제 1 분할빔이 원래 광학 신호의 파워의 대략 25%를 포함하고 제 2 분할빔이 원래 광학 신호의 파워의 대략 75%를 포함하도록 빔을 분할할 수 있다.
광 도파관 모듈(100)은 미러(130, 150)와 컴퓨팅 구성 요소 또는 구성 요소 상의 광원 사이로 연장하는 광학 경로를 포함할 수 있다. 광학 신호(140)가 분할되는 경우, 광학 경로의 폭은 각각의 경로 내로 지향되는 파워의 비에 기초하여 또한 감소될 수 있다. 경로의 폭을 감소하는 것은 회로에 사용되는 리얼-에스테이트(real-estate)의 양을 감소시킬 수 있다. 폭에 대한 출력 파워의 비를 실질적으로 동등하게 유지하고 경로의 중심 부근에 빔을 지향함으로써, 빔 손실은 최저차 모드를 여기함으로써 제한될 수 있다. 최저차 모드는 최저 손실을 갖는 모드이다. 최저차 모드는 각각의 경로 내의 도파관의 최저차 모드에 대응하는 광선에 미러로부터 산란되는 광학 신호 내의 광선을 정합합으로써 여기될 수 있다.
도 2를 참조하면, 기판(220) 상에 형성된 중공 코어 광 도파관(210)을 갖는 광 도파관 모듈(200)이 제공된다. 광 도파관 내에는, 사전 설정된 위치를 갖는 복수의 스티어링 미러 지지체(250)가 존재할 수 있다. 이들 스티어링 미러 지지체는 스티어링 미러(230)가 스티어링 미러 지지체에서 광 도파관 내에 선택적으로 재위치될 수 있게 한다. 스티어링 미러는 당 기술 분야에 공지되어 있는 바와 같이 다양한 부착 또는 고정 수단에 의해 도파관 내의 적소에 제거 가능하게 고정될 수 있다. 몇몇 고려되는 부착 수단은 나사, 접착제, 자석, 클램프, 스냅-온(snap-on) 구조체, 또는 수용 유닛 내에 가압되는 구조체를 포함한다. 따라서, 스티어링 미러는 스티어링 미러 지지체 위치에 비영구적으로 고정되고 이후에 제거될 수 있다. 스티어링 미러는 컴퓨팅 구성 요소 사이의 접속성 또는 통신 채널을 변경하고 도파관 내의 스티어링 미러의 수를 변경하기 위해 도파관 모듈로부터 제거되거나 그에 추가될 수 있다. 스티어링 미러는 다른 스티어링 미러로 이를 교체하기 위해 제거될 수 있다. 스티어링 미러는 다른 스티어링 미러 지지체에 이를 재위치시키기 위해 또한 제거될 수 있다.
도파관 내에 스티어링 미러를 재위치시키는 것은 컴퓨팅 구성 요소(260)의 광원 모듈(270) 사이에 광학 신호(240)를 지향시키기 위한 다양한 구성 가능한 또는 상이한 개성을 생성할 수 있다. 광학 신호는 단지 유사한 컴퓨팅 구성 요소 사이에 전송될 필요는 없다. 광학 신호는 상이한 유형의 컴퓨팅 구성 요소 사이에 또한 전송될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 광학 신호는 2개의 메모리 구성 요소(MEM) 사이에, 2개의 프로세싱 구성 요소(CPU) 사이에, 메모리 구성 요소(MEM)와 프로세싱 구성 요소(CPU) 사이에 송신될 수 있다. 임의의 수 및 유형의 다양한 컴퓨팅 구성 요소가 특정 환경에서의 컴퓨팅 요구에 가장 양호하게 적합되도록 다양한 구성으로 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 상이한 유형의 컴퓨팅 구성 요소가 상이한 유형의 통신을 가질 수 있다. 이들 상이한 유형의 통신은 단파장 채널을 통해 함께 송신될 수 있지만, 누화 및 통신 오류의 문제점이 있을 수 있다. 누화 문제점을 완화하기 위한 몇몇 해결책은 시분할 멀티플렉싱 또는 파장 분할 멀티플렉싱의 사용을 포함한다. 그러나, 도파관 내의 임의의 소정의 위치에서 그를 통해 통과하는 단지 하나의 유형의 통신만을 갖는 도파관 모듈이 모듈을 간단화하고 비용을 감소시키기 위해 바람직할 수 있다는 것이 인식된다.
도 1을 재차 참조하면, 선택적으로 재위치 가능한 스티어링 미러(130)를 갖는 광 도파관 모듈(100)이 도시된다. 스티어링 미러는 초기에 위치 A에 있을 수 있지만, 상이한 구성을 생성하기 위해 위치 B 또는 위치 C로 선택적으로 재위치될 수 있고, 이는 제 1 구성과는 상이한 컴퓨팅 구성 요소의 그룹 사이에 광학 통신을 제공한다. 스티어링 미러는 저가의 수동 광학 모듈을 생성하기 위해 도파관 내에서 스티어링 미러 지지체에 수동으로 재위치 가능할 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 광 도파관 모듈(100)에 다수의 관점에서 유사한 광 도파관 모듈(300)을 도시한다. 도파관 모듈은 기판(320) 상에 형성된 중공의 금속 광 도파관(310)을 포함한다. 도파관 내에는 광원 모듈(370)과 컴퓨팅 구성 요소(360) 사이에 광학 신호(340)를 지향시키는 복수의 스티어링 미러(330)가 있다. 이 실시예에서, 스티어링 미러는 도파관 내의 고정된 사전 설정된 위치에 위치된다. 일 양태에서, 도파관 구조체는 그 위에 컴퓨팅 구성 요소를 갖는 회로 기판에 광 도파관을 제거 가능하게 부착하기 위한 부착 섹션을 포함할 수 있다. 도파관 모듈은 당 기술 분야에 공지된 바와 같이 다양한 부착 수단을 통해 후방면 또는 중간면에 부착될 수 있다. 몇몇 고려된 부착 수단은 나사, 접착제, 자석, 클램프, 스냅-온 구조체, 또는 수용 유닛 내에 가압되는 구조체를 포함한다.
광 도파관 모듈은 회로 기판에 제거 가능하게 부착될 수 있고, 제 1 스티어링 미러의 사전 설정된 고정 위치와는 상이한 사전 설정된 고정 위치에 스티어링 미러를 갖고 컴퓨팅 구성 요소 사이에 다중 접속 채널을 형성하기 위해 광빔에 지향하도록 구성된 제 2 광학 모듈로 교체될 수 있다. 도파관 모듈을 상호 교체하는 것은 동일한 컴퓨팅 구성 요소를 갖는 상이한 개성(또는 접속성 구성) 및 기능성을 생성하는 간단하고 저가의 방법일 수 있다. 예를 들어, 2개의 메모리 구성 요소, 2개의 중앙 프로세싱 유닛(CPU) 및 2개의 그래픽 프로세싱 유닛(GPU)을 갖는 시스템이 존재할 수 있다. 도파관 모듈은 메모리로부터 메모리로, CPU로부터 CPU로, GPU로부터 GPU로 접속성을 제공하도록 구성될 수 있다. 시스템 관리자는 상이한 기능성을 요구할 수 있고 메모리로부터 CPU로, 메모리로부터 GPU로, GPU로부터 CPU로 접속성을 제공하도록 구성된 다른 도파관 모듈로 도파관 모듈을 교체할 수 있다. 이러한 방식으로, 동일한 컴퓨팅 구성 요소가 간단히 도파관 모듈을 교체함으로써 상이한 기능성 또는 접속성을 생성하기 위해 상이하게 상호 접속될 수 있다.
본 명세서에 설명된 다양한 실시예의 조합이 또한 고려되는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 선택적으로 재위치 가능한 스티어링 미러가 회로 기판에 영구적으로 고정된 것 또는 제거 가능하게 부착 가능한 도파관 구조체에 사용될 수 있다. 또한, 특정 도파관 내에서, 몇몇 미러는 선택적으로 재위치 가능하고, 다른 것들은 위치가 고정된다. 다중 도파관 모듈이 동일한 컴퓨팅 시스템 내에 사용되는 경우에, 도파관 모듈은 상이한 크기, 형상, 미러 위치, 제거 가능한 부착 가능성, 재위치 가능한 미러 등을 갖도록 상이하게 형성될 수 있다.
추가적으로, 다중 도파관은 상이한 유형의 통신을 위한 다중 통신 경로를 제공하기 위해 동일한 광학 모듈 내에 형성될 수 있다.
이제, 도 4를 참조하면, 전술된 모듈에 다수의 관점에서 유사한 광 도파관 모듈(400)이 도시된다. 모듈(400)은 기판(420) 상에 형성된 광 도파관(410)을 포함할 수 있다. 도파관(410) 내에는 광원 모듈(470) 또는 컴퓨팅 구성 요소(460) 사이에 광학 신호(440)를 지향시키는 복수의 스티어링 미러(430)가 있다. 또한 도 4에는 컴퓨팅 구성 요소(460) 사이에 추가의 접속성을 제공하기 위해 신호를 전송하고 수신하도록 구성된 광학 신호 소스 모듈(480, 490)과 같은 광학 상호 접속부가 도시되어 있다. 본 발명의 광 도파관 구조체(410)를 사용하는 시스템은 여전히 다양한 다른 컴퓨팅 접속 디바이스 및 방법과 호환성이 있는 것으로 나타난다.
전술된 바와 같이, 광 도파관 모듈은 시스템에 사용되고 있는 컴퓨팅 구성 요소 사이의 원하는 접속성을 제공하기 위해 임의의 수의 방식으로 구성될 수 있다. 도 5는 도면 부호 520, 530, 540, 550으로 도시된 다양한 컴퓨팅 구성 요소를 갖는 컴퓨팅 시스템(500)의 형태를 도시한다. 광 직물(510)이 다양한 컴퓨팅 구성 요소 사이의 광학 상호 접속성을 제공한다. 화살표는 이들이 지향하는 구성 요소 사이의 통신을 지시한다. 전술된 바와 같이, 임의의 다양한 컴퓨팅 구성 요소가 원하는 기능성을 제공하도록 함께 접속될 수 있다. 도 5는 CPU, GPU, IOH, I/F, MC 및 메모리 구성 요소와 같은 구성 요소를 도시한다. 인터페이스 구성 요소(I/F)는 필요한 광학-전기 및 전기-광학 변환을 제공할 수 있다. 메모리 제어기(MC)는 로우-빈(low-bin) CPU 또는 ASIC일 수 있고, 메모리로 그리고 메모리로부터 진행하는 데이터의 흐름을 관리한다. 입력/출력(I/O) 허브 구성 요소(IOH)가 광 직물로부터 중앙 프로세싱 유닛(CPU) 또는 그래픽 프로세싱 유닛(GPU)으로 직접 브리지를 형성할 수 있다. 몇몇 용례에서, 특정 통신 유형 분리를 갖는 것이 유리할 수 있지만, 이들은 동일한 도파관 구조체를 공유한다. 예를 들어, 단지 CPU 사이에 CPU 통신을 송신하고, 메모리 칩 사이에 메모리 정보를 송신하는 것이 바람직할 수 있다. 상이한 유형의 통신이 도파관 채널을 통해 함께 송신될 수 있지만, 누화 및 통신 오류의 문제가 존재한다. 몇몇 누화 문제점을 완화하기 위한 몇몇 해결책은 시분할 멀티플렉싱 또는 파장 분할 멀티플렉싱의 사용을 포함한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 광 도파관 모듈(600)을 도시한다. 도파관(620)은 그를 통한 개구(650)를 갖는 중간면(610)에 부착된다. 전술된 바와 같이, 중간면은 하나 초과의 측면에 부착된 컴퓨팅 구성 요소를 가질 수 있다. 도파관 모듈은 중간면의 동일한 측면에서 또는 스티어링 미러(630)의 적절한 위치 설정을 통해 중간면의 상이한 측면들에서 컴퓨팅 구성 요소 사이에 광빔(640)을 지향시키도록 구성될 수 있다. 광빔 또는 신호(640)는 중간면의 제 1 측면에서 제 1 컴퓨팅 구성 요소에서 발생될 수 있고, 제 1 스티어링 미러로부터 반사되고, 도파관을 통해 통과되고, 중간면의 제 2 측면에서 제 2 컴퓨팅 구성 요소에 도달하도록 중간면 내의 개구를 통해 제 2 스티어링 미러로부터 반사된다.
본 발명의 장점은 베이스 중간면 또는 후방면에 대한 변경을 요구하지 않고 시스템 내에 사용될 수 있다는 것이다. 모듈은 나사, 접착제, 자석, 스냅-온 구조체, 압입(press-in) 구조체 등과 같은 당 기술 분야에 공지되어 있는 바와 같은 다양한 수단에 의해 현존하는 구조체에 부착될 수 있다. 모듈이 회로 기판의 임의의 측면에 부착될 수 있는 것이 또한 본 발명의 장점이다. 예를 들어, 모듈은 회로 기판의 2개의 평면 측면 중 하나 또는 4개의 에지의 임의의 하나에 부착하도록 구성될 수 있다. 다중 모듈이 6개의 측면 중 하나 이상에서 단일의 회로 기판 상에 사용될 수 있다. 다중 회로 기판을 갖는 시스템에서, 단일 모듈이 회로 기판을 상호 접속할 수 있다. 상이한 회로 기판이 또한 그에 부착된 상이한 모듈을 가질 수 있다.
본 발명은 컴퓨팅 통신을 위한 폼팩터의 수축 및 접속성의 간단화를 허용한다. 본 발명은 더 소형의 블레이드 및 중간면을 허용한다. 또한, 전기에 대한 광 밀도의 비는 이용 가능한 광 및 전기 인프라구조체에 기초하여 일반적으로 26:1이다. 본 발명에 의해 제공되는 광학 통신은 현재의 현존하는 구조체 및 증가 전기 통신과 조합하여 동작할 수 있다. 예를 들어, 블레이드간 통신은 이용 불가능할 수 있고 전기 인프라구조체에 적합하지 않을 수 있지만, 본 발명에 의해 가능해진다.
상기 예는 하나 이상의 특정 용례에서 본 발명의 원리를 예시하지만, 다수의 형태의 수정, 구현예의 용도 및 상세가 발명적 능력 없이 그리고 본 발명의 원리 및 개념으로부터 벗어나지 않고 이루어질 수 있다는 것이 당 기술 분야의 숙련자들에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명은 이하에 설명된 청구범위에 의해서를 제외하고는 한정되도록 의도되는 것은 아니다.
Claims (15)
- 광학 모듈(300)에 있어서,
기판(320) 상에 형성된 광 도파관(310) -상기 광 도파관은 복수의 컴퓨팅 구성 요소(360)에 상기 광 도파관을 제거 가능하게 부착하기 위한 부착 섹션을 구비함- 과,
상기 광 도파관 내의 사전 설정된 고정 위치에 있는 제 1 복수의 스티어링 미러(330) -상기 스티어링 미러는 상기 복수의 컴퓨팅 구성 요소 사이로 광빔(340)을 지향시키도록 구성됨- 를 포함하되,
상기 광학 모듈은, 상기 제 1 복수의 스티어링 미러의 상기 사전 설정된 고정 위치와는 상이한 사전 설정된 고정 위치에 제 2 복수의 스티어링 미러를 구비하고 상기 컴퓨팅 구성 요소 사이에 적어도 하나의 통신 채널을 형성하기 위해 상기 광빔을 지향시키도록 구성된 제 2 광학 모듈로 교체될 수 있는
광학 모듈.
- 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 컴퓨팅 구성 요소는 회로 기판 상에 배치되고, 상기 광학 모듈 및 제 2 광학 모듈은 상기 회로 기판의 상이한 부분에 동시에 부착 가능한
광학 모듈.
- 제 1 항에 있어서,
제 2 복수의 컴퓨팅 구성 요소를 추가로 포함하고, 상기 제 2 광학 모듈은 상기 광학 모듈이 상기 제 1 복수의 컴퓨팅 구성 요소에 부착될 때 상기 제 2 복수의 컴퓨팅 구성 요소에 부착되는
광학 모듈.
- 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 스티어링 미러 중 하나 이상은 상기 광 도파관 내에 영구적으로 고정된 위치를 갖는
광학 모듈.
- 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 스티어링 미러 중 하나 이상은 상이한 구성으로 상기 광 도파관 내에 선택적으로 재위치 가능한
광학 모듈.
- 광학 모듈(200)에 있어서,
기판(220) 상에 형성된 광 도파관(210)과,
상기 광 도파관 내에 있고 2개 이상의 컴퓨팅 구성 요소 사이에 광빔(240)을 지향하도록 구성된 복수의 스티어링 미러(230)와,
복수의 스티어링 미러 지지체(250)를 포함하고,
상기 스티어링 미러는 다양한 통신 구성으로 상기 광 도파관 내의 컴퓨팅 구성 요소(260) 사이에 적어도 하나의 통신 채널을 형성하도록 광빔을 지향시키는
광학 모듈.
- 제 6 항에 있어서,
상기 스티어링 미러는 상기 스티어링 미러에서 수동으로 재배치 가능한
광학 모듈.
- 제 6 항에 있어서,
상기 하나 이상의 스티어링 미러는 컴퓨팅 구성 요소 사이의 광빔의 통신 접속성을 변경하기 위해 상기 광 도파관에 추가되거나 제거될 수 있는
광학 모듈.
- 제 6 항에 있어서,
상기 광 도파관은 컴퓨팅 구성 요소에 제거 가능하게 부착 가능한
광학 모듈.
- 제 9 항에 있어서,
상기 광 도파관은 제거 가능하게 부착 가능한 제 2 광 도파관으로 교체 가능한 제 1 광 도파관 -상기 제 2 광 도파관은 상기 제 1 광 도파관 내의 스티어링 미러와는 상이한 구성으로 상기 제 2 광 도파관 내에 위치된 복수의 스티어링 미러를 구비함- 을 추가로 포함하는
광학 모듈.
- 제 6 항에 있어서,
상기 광 도파관은 회로 기판의 어떤 면에도 부착 가능하고 상기 회로 기판의 평면 표면에 대해 임의의 방향으로 배향되는
광학 모듈.
- 컴퓨팅 시스템에 있어서,
광학 신호 빔(340)과,
적어도 하나의 회로 기판에 결합된 복수의 컴퓨팅 구성 요소(360)와,
내부에 제 1 사전 설정된 구성의 복수의 스티어링 미러(330)를 가지며 상기 컴퓨팅 구성 요소 중 2개 이상 사이에 상기 광학 신호빔을 지향시키도록 구성된 제 1 광 도파관(310)과,
상기 제 1 사전 설정된 구성과는 상이한 제 2 사전 설정된 구성의, 복수의 스티어링 미러를 가지는 제 2 광 도파관 -상기 제 2 도파관은, 상기 제 1 및 제 2 광 도파관 각각 내의 2개 이상의 컴퓨팅 구성 요소 사이에 다중 접속 채널을 형성하기 위해 제 2 광학 신호빔을 지향시키도록 구성됨- 을 포함하는
컴퓨팅 시스템.
- 제 12 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 광 도파관은 각각 실질적으로 동일한 시간에 상이한 컴퓨팅 구성 요소 사이에 도파관 기능성을 제공하는
컴퓨팅 시스템.
- 제 12 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 광 도파관은 상기 적어도 하나의 회로 기판으로의 제거 가능한 부착을 위한 부착 섹션을 추가로 포함하는
컴퓨팅 시스템.
- 제 14 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 광 도파관은 상이한 컴퓨팅 기능성을 제공하도록 서로 상호 교체 가능한
컴퓨팅 시스템.
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