来自 Microsoft 等所有超大规模云提供商的服务均由采用数十万台服务器的大规模数据中心提供支持，这些服务器的性能在很大程度上取决于它们之间的网络质量。当前的数据中心网络包括通过光纤互连的多层电气分组交换机。这些系统需要电光转换，这会增加成本和功率开销。更糟糕的是，由于人工智能和数据分析等应用而导致的数据速率增长可能与摩尔定律的放缓同时发生，这将使依赖电子芯片的当前网络架构的有效扩展变得极其困难。
光电路交换机 (OCS) 正在成为克服数据中心带宽和扩展问题的令人兴奋的选择。一个特别有前途的 OCS 架构是波长交换，其中使用不同颜色(波长)的光连接不同的服务器，从而导致更平坦的网络架构并限制对电气开关和光收发器的需求。交换不同波长的光并将信号路由到目标服务器是通过交换元件完成的，例如玻璃棱镜，通过它可以通过色散将不同的波长分开。
尽管 OCS 技术如今已商用，但它们速度极慢，这意味着它们无法在正确利用网络资源以减少开销和提高功耗的同时处理日益突发的数据中心应用程序。
在Nature Communications上发表的一篇新论文中，由 EPFL 的 Tobias J. Kippenberg 教授和微软剑桥研究院的 Hitesh Ballani 博士领导的研究团队通过使用基于芯片的光学器件成功地展示了用于数据中心的超快 OCS。研究团队自 2018 年以来一直作为微软瑞士联合研究中心的一部分进行合作。
在所提出的架构中，光学微梳充当提供相干载波的多波长源。基于半导体材料的光放大器和阵列波导光栅分别执行开关和分离或组合不同颜色的光。
Kippenberg 团队首创的光学微梳提供了数百个等距间隔的载体，适用于许多应用。微梳源是通过使用芯片级氮化硅微谐振器通过非线性频率转换产生的，与通常用作多波长源的激光阵列相比，在功率和尺寸方面具有独特的优势。
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