《面向高性能計算系統的波長可重構光交換網路技術研究》是依託上海交通大學，由張文甲擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：面向高性能計算系統的波長可重構光交換網路技術研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張文甲
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
在超級計算機走向百億億級的過程中，數據傳遞交換的頻寬和功耗成為制約系統性能最為關鍵的因素。光通信技術可以突破電子技術的信道頻寬和傳輸距離等瓶頸，將是未來網際網路中主導技術，並逐漸滲透入計算系統交換機、伺服器甚至晶片處理器當中。針對全光網際網路融入當前系統所面臨的挑戰，本項目圍繞光交換器件、交換網路、交換控制和接口技術等四個方面的研究對象，採用微環諧振器件作為集成化的32x32大基數交換矩陣，利用其波長選擇性與快速交換性，並結合MEMS交換矩陣構建波長可重構的混合光分組和電路交換網路。實現單波長速率50Gb/s、至少8個波長的分組交換，最小交換時延小於1us，交換功率下降75%。此外，通過光接口橋接高速互聯協定與高速光網際網路，實現跨協定層的網際網路與套用框架的整合，為光網際網路的實際套用提供平台基礎。.本項目的研究為下一代超算系統提供一種全光網際網路的解決方案，具有重要的科研意義和市場價值。
結題摘要
在超級計算機走向百億億級的過程中，數據傳遞和交換的頻寬和功耗成為制約系統性能最為關鍵的因素。光通信技術可以突破電子技術的信道頻寬和傳輸距離等瓶頸，將是未來網際網路中主導技術，並逐漸滲透入計算系統交換機、伺服器甚至晶片處理器當中。目前，面向高速、低功耗、可靠的集成光互連需求，為了突破雷射器和微環諧振器等基礎器件的物理限制，本項目重點研究基於垂直腔面雷射器（VCSEL）和多模光纖的短距光互連技術和基於微環諧振器件的多波長光網路系統，在高速多模雷射器建模、光模式調控、新型非線性均衡、和微環諧振器多波長穩定控制技術等方面產生了一系列研究成果。提出了針對50GBaud的高能效高速VCSEL發射機的光電一體化設計框架；提出L1正則化輔助的門限剪枝重訓練方法和疊代剪枝算法和反饋式空間模式調控方案，實現了單通道多模112Gbps和100m可靠傳輸，非線性均衡算法最大複雜度降低超過70%，國內首次報導了量產級200Gb/sVCSEL陣列晶片，參與研製的56Gbps有源光纜產品批量套用於天河二號超級計算機。利用集成微環諧振器的多維特性和高速低功耗特性，提出了基於時頻交織技術的可程式矩陣乘加運算方案，實現每計算單元100GMAC/s乘加運算算力。提出了多維微擾控制穩定技術，並將此技術套用到光纖振動感測領域，實現動態應變解析度超過30nano-strain/sqrt(Hz)，波長誤差為0.84pm。研究成果為下一代超算系統提供一種集成高速光互連解決方案，具有重要的科研意義和市場價值。
