Технология PCI Express (PCIe), являющаяся важнейшим компонентом, соединяющим такие основные элементы ПК, как процессоры, внешние графические процессоры и твердотельные накопители, ищет инновационное решение своих ограничений. Специальная группа PCI Special Interest Group (PCI-SIG) создает рабочую группу для разработки стандартизованного оптического межсоединения, которое заменит электрическую шину PCIe на световую альтернативу. Такой переход от электронов к фотонам обещает снизить энергопотребление, тепловыделение и значительно повысить общую производительность ПК.
Однако реализация этой передовой технологии ожидается лишь через несколько лет. Спецификация PCI Express 7, выход которой запланирован на 2025 год, уже сейчас обеспечивает впечатляющую скорость передачи данных - 128 гигабит в секунду. Кроме того, разработка современного твердотельного накопителя PCIe 4 была завершена в 2017 году, что говорит о том, что внедрение оптического PCIe потребует значительного времени и разработок.
Какая именно технология будет принята SIG, пока неясно. Цель рабочей группы - сделать архитектуру PCIe более дружественной к оптике, но конкретные детали пока не раскрываются. Традиционно роль PCI-SIG заключается в публикации стандарта, обеспечивающего совместимость устройств и позволяющего производителям придерживаться общих рекомендаций.
Идея использования света для передачи данных рассматривается уже более десяти лет, причем пионером в этой области стала компания Intel, представившая технологию Light Peak в качестве потенциальной оптической замены USB. Несмотря на то, что эта конкретная цель была оставлена, Intel продемонстрировала оптические межсоединения, способные обеспечить скорость передачи данных 50 Гбит/с в ПК с использованием кремниевой фотоники к 2010 году.
Причина перехода к использованию света вместо электронов кроется в проблемах, возникших в связи с предполагаемым окончанием действия закона Мура. Поскольку плотность транзисторов в микросхемах уже не могла продолжать удваиваться, разработчики микросхем обратились к многоядерным чипам. Однако схемы межсоединений, необходимые для работы этих ядер, потребляют значительную часть энергии чипа, что и послужило толчком к поиску оптической замены электрическим межсоединениям.
На начальном этапе работа, проводимая PCI-SIG, скорее всего, пойдет на пользу серверам и облачным вычислениям из-за более высоких затрат, связанных с ранним внедрением оборудования в этих областях. Тем не менее, в случае успеха оптические межсоединения могут произвести революцию в ПК, проложив путь в будущее, где фотоны, а не электроны, будут приводить в движение наши вычислительные устройства.
