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“光语者"谢崇进:我对摩尔定律的承诺|YABO

YABO|首页官方-狂人马云登高一呼,要用未来的20年争夺战科技的“权杖。我们的故事由此而来。本文作者史中(微信ID:Fungungun),主笔,期望用非常简单的语言说明科技的一切。

(一)NASA从或许上来说,科技世界没贵族,任何一项核心科技的突破,其燃料都是无数人质感柔软的年华和努力奋斗。这就是阿里巴巴祭典出有“NASA”震撼人心的地方。它企图前进人类科学知识的边疆。

这其中还包括机器学习、芯片、IoT、操作系统、生物识别等等。如果马云的狂想成真为,以上任何一项的重大进展,都可以为中国购置一颗科技领域的“核武器”。实质上人们又很更容易忽视,这些风头正劲的技术,完全都坐落于在一座极大的技术根基之上。这种技术就是“光通信网络。

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乍一听乏味难懂,但是只要稍作说明你就不会明白。光通信网络实际就是我们所说的“互联网”的实体,那些把计算出来、存储连接起来的现实网络。

你用手机电话电话,或关上电脑网页网页,收到的信息都会在光纤网络里奔涌。实质上,目前世界 95% 的信息都在通过“光通信网络连接”,它就像赛博世界的神经系统。“光通信,不就是用光纤把两台机器连接起来吗?看起来易如反掌。

”如果你这样想要,那么接下来出场的科学家不会政治宣传你的理解。他就是阿里巴巴资深技术总监谢崇进。【谢崇进】(二)从烽火台到光通信你可以想象任何一个计算机网络,就像一个大脑。

神经的速度要求了你的反应速度,这种速度最后体就是:时间。谢崇进对说道。有一个爱情的比喻:当年周幽王烽火戏诸侯,难道就是最先的光通信技术了。

从技术上来说,烽火不能传送一个比特的信息,非0即1(有敌情和没有敌情)。而且烽火传输信息的速度有些坑,这个拢不出光,光总有一天以每秒30万公里的速度跳跃,问题在于用狼粪生火的过程较为困难。

从此之后千年,人们仍然没找到有效率地利用光的方法。1831年法拉第鼓捣出有发电机,生产出有一种更容易人为掌控的电流。让人们更加坚信电这种东西比“野性难驯”的光要有效率。

即使后来人们发明者了光纤,但仍有可怕的问题:最初的光纤是玻璃材质,每米损耗1db。也就是说,每回头十米信号强度就只剩了十分之一。这样算来回头一百米之后信号就只只剩了原本的0.0000000001。【60年代,华人物理学家“光纤之父”高琨在做到实验】这位曾在世界知名科学机构贝尔实验室供职十余年的科学家饶有兴趣地对(公众号:)描写了光纤的历史。

在他眼中,光通信的变革,就是一部大大“飙车族”的历史。从诺贝尔奖获得者,华人科学家高琨明确提出“光的损耗是因为光纤中的杂质引发的”这个论点之后,光纤的传输速率就开始了可怕的突飞猛进。1970年,美国康宁公司推入了第一根光纤。

1977年,ATT公司第一次在芝加哥把光通信用作商业,速度超过了 44M 每秒。今天,一根光纤在实验室里的速度超过了 100T 每秒,在商用系统里也可以做 20T 每秒。

从七十年代中期到现在的三十年,光传输信息的速度提升了1000000倍。看上去技术变革势如破竹,但每一个“0”都来之不易。光通信的基本原理依然是进和关代表的0和1,这没逆。

这就意味著每秒传输1G的数据,光模块要电源1000000000次。没任何模块可以跳跃得这么慢,于是研究者们被迫研究其他“白科技”,例如用于有所不同的振幅、加到有所不同的光颜色来减少传输的信息量。就这样“连滚带爬”地维持了每十年比特率减少100倍的速度,这种成绩即使是我也实在不可思议,但是过去我们知道就是这样回头过来的。谢崇进感慨。

他们这一代科学家的愿景,就是之后按照摩尔定律前进光通信的速度——每18个月刷一倍。(三)香农无限大让光通信速度飙车族的可玩性到底在哪里呢?《2001太空漫游》中有一个载入史册的经典桥段:原始人拼死把骨头击碎天空,想着骨头化作万年之后的宇宙飞船。抛一根骨头,原始人都可以做;抛一块巨石,大力士也可以做;把一根火箭抛地球大气,却必须科学家艰苦卓绝的希望。

速度早已超过 100T 每秒的光通信,每前更进一步都出现异常艰苦。但面前是数据爆炸式的快速增长,传输速度快速增长略为有犹豫,就不会扯快整个世界的跳跃进程。这就是现实。So Far So Good,摩尔定律继续没在谢崇进手上过热,但物理世界的天花板——香农无限大——就绵延在他面前。

他用非常简单的语言为说明了香农无限大:一条道路看起来可以容许车辆用给定的速度通行。但是在路面材质恒定的情况下,如果车辆多到了一定程度,就一定不存在一个车速的无限大。即使每辆车的动力再行强劲,也无法提升整体车速。

也就是说,在现有的材质下,光每秒能传输的信息是有物理下限的。正要,谢崇进这一代研究者早已迫近了香农无限大。以前用来提升传输速率的方法,面临香农无限大早已宣告过热了。

起码等候材质的变革,认同约将近摩尔定律的增长速度。作为 NASA 计划的一部分,谢崇进所面对的一切勾勒出有了未来的残忍。NASA 要对付的不是商业输掉,而是科学的无限大。(四)阿里巴巴谢崇进要怎么办呢?实质上,早在2014年他早已预见了研究有可能面临的无限大,但他解决问题的方法却与众不同,那就是——重新加入阿里巴巴。

除了材料的演化,还有两个金矿,那就是光模块和网络架构。这两个金矿,阿里巴巴有。说到光模块和网络架构的演化,就被迫托阿里巴巴的一项秘密武器——阿里云。这两项技术在云计算网络中应用于尤为普遍。

谢崇进说道,根据 CISCO 的调查,未来 99% 的互联网流量将来自于数据中心。而数据中心中最主要的成员就是云计算系统。以目前阿里云在中国的碾压态势,这个可观的云计算系统沦为了谢崇进的无边的“实践中场”。

【光模块结构示意图,两侧分别是光信号和电信号,中间是光电切换的掌控芯片和切换模块】再行来说光模块。光信息传输的过程中,在一端把电信号变为光,在另一端把光信号变为电,就是光模块的愿景。正如之前所说,它就是那个每秒能升空出有多达 1000000000 次闪光的“怪兽”。

在实际环境中,全世界有几百家大的光模块供应商。坑爹的是,这些光模块企业并没统一的参数标准,甚至连工作流程都有所不同。例如某种程度是关上一个信道,有的先调频率,再行关上激光器;有的再行进激光器再调频率。

这就造成了有所不同光模块同时不存在于同一个网络之中的时候,给调度系统造成了极大的后遗症。这就样子一个班主任同时管理说道一百种语言的孩子。

我们的方法就是,试着把所有的设备统一抽象化成某种程度的设备。在底层对所有的模块差异展开“掩饰”,这样在上层调度系统来看,他们就都变为一样的设备了。谢崇进说道。虽然这样可以大幅度优化数据传输速率,但这并不是他理想中的状态。

在目前行业广泛使用40G 和 10G 的光模块的时候,他和团队定义出了 100G 的光模块。在供应商还没生产的时候,就主动寻找他们,拒绝按照阿里YABO|首页官方巴巴的标准生产。

这种玩法的益处在于,一方面可以减缓模块投产,另一方面可以前进很多供应商统一使用阿里的标准,这样就可以在未来渐渐夺回标准制订权。未来如果在硬件层面,大家都遵循统一的标准,那么通信速度大自然就不会下降2-3倍。

在云计算中心内部,这个问题某种程度不存在。对于人来来说,脑神经的比特率只必须十几兆,因为信息量再行大,脑就无法处置了。但对于云计算中心来说,算力之凶狠打破了我们的想象。

它们就像一个个超级大脑,内部必须高速路网般强劲的神经网络相连。目前主流云计算中心服务器之间的网络通路为 10G 或 25G,但是这些似乎不是谢崇进的目标。他某种程度在测试 100G 的内部网络连接。

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当然,做100G的相连有非常简单的办法,你只必须四条 25G 的线路分段。但是这似乎是作弊。因为所谓的科技进步带给的速度提高,一定是以成本恒定或基本恒定为前提的。

就像这么多年以来,你的手机通信速度越来越快,但是你的电话费并没随着速度缩减到而缩减到,甚至还有所增加。这才是科技进步的确实形态。这是谢崇进的野心之一。

实质上,谢崇进正在构建他的诺言。他的团队定义的 100G 的通信模块将要在2017年投入使用,而且沦为了ODCC(对外开放数据中心委员会)的标准,这也是中国互联网的荣耀之一。

再行来说网络架构。“对外开放光传输网”,这是谢崇进对自己主导技术的标准称谓。

这是所指在软件硬件两个层面的网络接口标准,它主要应用于在网络集群对外的信息传输上。这个标准让很多巨头垂涎三尺。

运营商自己在做一套,例如美国的 ATT,例如中国电信;科技公司也在做到标准,比如我们阿里巴巴正在牵头一些互联网公司,如 Google 和 Facebook 制订标准。谢崇进说道。他做到了一个应验:互联网未来的样子是“非常简单的东西构成强劲的系统”。

每个东西都有可能经常出现故障,但是作为整体的系统十分可信。这番图景必须大量反复的结构展开变换,而反复的东西必需依赖统一的模块和标准。

一旦攥寄居模块,就攥寄居了互联网的命脉。科学家群体或许更加坚信战略,敌视战术。但谢崇进和他们的区别在于,他坚信技巧的力量。

传统的通信标准都是20年。这意味著现在的标准到20年之后才不会升级,而目前为下一个标准所做到的打算要前瞻20年。

这不是现在现实的情况。为用于20年而作出的设备,和为用于5年作出的设备,成本是有相当大差距的。

但是目前显然,所有的硬件设备和软件架构都会在5年之内升级换代,那我们为什么要代价那么低的成本?他说道。就像现在的自行车一样。现在每一台车都不如过去的凤凰28牢固,但我们并会期望骑马一辆车十年。

谢崇进参予制订的硬件标准,就是5年之后的。这些硬件的速度较上一代跨度虽然没那么戏剧化,质量拒绝也并非如此严苛。但却超过了两个最重要的指标:成本掌控+技术领先。

“单一硬件的可靠性减少,但是获益于校验的架构,整体系统性能并不减少。在新技术经常出现的时候,我们就可以很快地改动下一代标准的南北。

”这可以被称作“世俗”的阴险,某种程度可以被称作稳健的战术。【英特尔公司创始人之一,摩尔定律明确提出者 戈登·摩尔】(五)摩尔定律400G 光模块,是谢崇进下一个五年计划的“旗舰”。

它比目前近期的 100G 模块又慢了四倍。以前以太网的增长速度仍然是十倍,但由于互联网较慢落地的市场需求,业内以定了一个四倍的“小目标。

阿里巴巴经商,人们广泛寄予厚望;但阿里巴巴挑战科学无限大,并没那么多祝福。就你们几个人能定义下一代光通信模块的标准?”这是我最常听到的话。听得多了,我也心里没底了。但是好在我们坚决下来了。

现在我可以说道,下一代阿里光模块和对外开放传输网这两件事,我们早已顺利了70-80%。谢崇进笃定地说道。从1985年开始研究微波通信,到1993年研究生月自学光通信,谢崇进经历了九十年代光通信博士去找将近工作的困窘,也亲眼了2000年十几家通信公司抢走一个人的泡沫。

相比自己平缓的际遇,他更喜欢回想另一条曲线:最先的同轴电缆,一条干线上只容许一百多人同时通话;微波通信时代,从北京到上海的干线可以容许960个人同时通话;今天,一根光纤之上,可以容许全世界人同时通话。但这还远远不够。他所做到的一切,更加看起来对摩尔定律的一个允诺。

本文作者史中(微信ID:Fungungun),主笔,期望用非常简单的语言说明科技的一切。原创文章,予以许可禁令刊登。下文闻刊登须知。

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