下一代云计算

世界各地的人们正以越来越快的速度转向云——通过互联网连接的全球分布式计算机网络——来存储、访问和处理他们的数据。云使用户能够在本地计算机和硬盘之外进行操作。

这个被称为云计算的过程已经发生了巨大的变化，以更快的速度和高性能水平交付信息，使用户能够更容易地设置、维护和访问，并启用新的应用程序。

今天的云是由光纤网络连接的复杂的数据中心基础设施构建的。由于对云计算的需求呈爆炸式增长，像微软这样的科技公司正在研究如何扩大数据中心和连接它们的网络的规模，以提高容量和更快的通信速度，同时又具有成本效益和能源效率。为了应对云计算的持续增长，微软研究院(Microsoft Research)组建了一个跨学科的科学家团队，探索光学如何能彻底改变下一代云计算。光学技术被用来将数据编码到光中，并以极高的速度通过复杂的光纤数据通信网络传输这些数据。

加州大学圣巴巴拉分校是世界上六所大学之一，也是美国唯一一所被选为微软光学云研究联盟创始成员的大学。丹尼尔·布卢门撒尔(Daniel Blumenthal)是该校电气和计算机工程学教授，他是该联盟的代表。

“就我个人而言，这是一个伟大而独特的机会，可以成为这个重要计划的一部分，并与世界级的研究人员在未来云计算的关键光学研究问题上进行合作，”布卢门撒尔说，他同时也是Terabit光以太网中心的主任。“能够成为唯一一所参与这项合作的美国大学，我感到非常荣幸。”

其他五所参与院校均位于欧洲，包括阿斯顿大学(Aston University)、剑桥大学(Cambridge University)、洛桑联邦理工学院(Ecole Polytechnique Federale de Lausanne)、埃因霍温理工大学(Eindhoven University of Technology)、南安普顿大学(Southampton University)和伦敦大学学院(University College London)。

微软研究院(Microsoft research)高级首席研究经理希特什•巴拉尼(Hitesh Ballani)表示:“我们很高兴与这个联盟中这么多世界领先的专家合作，他们都受益于探索云光学技术的多学科方法的交叉。”“作为我们在美国的第一个合作伙伴，加州大学圣巴巴拉分校在光学集成和器件领域拥有丰富的知识，并具有悠久的影响力研究历史。我们期待着与他们以及其他合作伙伴合作，重新思考云基础设施，并推进这一领域的研究。”

联盟的重点是三大云资源——存储、网络和计算——以及旨在促进和构建这些基础设施资源的最新光学进步的项目。网络化的一个关键焦点是研究新的光互连和光交换技术和体系结构，包括数据中心内部和跨数据中心的，这些技术和体系结构能够提供更好和更可预测的性能，具有更高的可靠性、更低的功耗和更低的成本。

Blumenthal是Sirius项目的一部分，该项目正在研究如何在数据中心内实现超高速光交换和通信，从而提供更好、更可预测的性能、更高的可靠性和更低的成本。他将特别专注于解决与光纤网络相关的问题，光纤网络连接数据中心中的数据处理和存储引擎，更广为人知的是数据中心互连(DCI)。他说，答案在于集成光子学解决方案，这是一种复杂的光子电路，利用盒子大小的系统来处理和传输光，并将它们缩小到微芯片的大小。

“由于独特的光学属性,有机会影响的指数扩展带宽和容量,以及解决相关的性能问题,复杂性,成本和能源消耗的数据中心,“布卢门撒尔解释说,一位美国科学院发明家(奈),电气和电子工程师协会(IEEE)和光学的社会。

为了在这一新的努力中取得成功，研究人员表示，他们需要在多个领域取得重大突破，比如网络、计算机、存储、集成、光学设备技术和制造。

布卢门撒尔说:“该研究联盟通过提供光学物理学家和计算机科学家之间的深入接触，为快速创新创造了一个框架。”“这个研究模型将网络和通信堆栈的不同层集合在一起，以发现尚未预料到的问题，并产生否则不可能实现的解决方案。”

该联盟还与Blumenthal的另一项计划FRESCO成为合作伙伴:频率稳定相干光低能量波分复用直流互连。该项目由高级研究计划局-能源(ARPA E)资助，旨在开发一种低功耗、低成本的解决方案，以克服数据中心的功率和带宽扩展限制。FRESCO收发器使用超纯和超稳定的激光信号，在数据中心内实现基于光的数据提交。