[发明专利]用于可缩放多对多连接结构的多芯片光子节点

说明书

本公开涉及用于可缩放多对多连接结构的多芯片光子节点。光子节点包括第一电路和第二电路，所述第一电路设置在第一基板上，所述第二电路设置在与所述第一基板不同的第二基板上。所述第一电路被配置为将源自所述光子节点的光信号路由到其中所述光子节点作为成员的本地组中的本地节点。所述第二电路被配置为将从其中所述光子节点不是成员的外部组中的节点接收的光信号路由到所述本地节点之一。

政府权利声明

本发明是在协议号H98230-19-3-0002的政府支持下完成的。美国政府对本发明享有一定的权利。

技术领域

本公开总体涉及计算结构。

背景技术

存在许多基于分组(packet)交换机或光电路交换机的互连结构拓扑(interconnect fabric topologies)，其中，需要大功率和/或昂贵的交换机来实现大范围的带宽、延迟和可缩放性(scalability)指标。在多对多(All-to-All)连接系统中，一组本地节点连接到一组或多组外部节点。这样的系统是高性能计算所期望的。

发明内容

根据本公开的一方面，涉及一种光子节点，包括：第一电路，所述第一电路设置在第一基板上，其中，所述第一电路被配置为将源自所述光子节点的光信号路由到其中所述光子节点作为成员的本地组中的本地节点，所述第一电路包括：多个第一光波导，所述多个第一光波导设置在所述第一基板上，所述第一光波导在第一方向上延伸，其中，所述第一光波导的第一端耦接到第一光源并且第二端各自耦接到第一输出端口，所述第一输出端口被配置为向其中所述光子节点作为成员的本地组中的本地节点输出光信号；多个第一本地接收光波导，所述多个第一本地接收光波导设置在所述第一基板上，其中，每个第一本地接收光波导耦接到第一输入端口，所述第一输入端口被配置为从所述本地组中的所述本地节点接收光信号；以及多个第一微环谐振器，所述多个第一微环谐振器设置在所述第一基板上，其中，每个第一本地接收光波导耦接到所述第一微环谐振器之一，其中，每个第一微环谐振器被配置为提取不同的波长并耦接到第一光电检测器；以及第二电路，所述第二电路设置在与所述第一基板不同的第二基板上，其中，所述第二电路被配置为将从其中所述光子节点不是成员的外部组中的节点接收的光信号路由到所述本地节点之一，所述第二电路包括：第二光波导，所述第二光波导设置在所述第二基板上，所述第二光波导在第二方向上延伸；多个第三光波导，所述多个第三光波导设置在所述第二基板上，所述第三光波导在所述第一方向上延伸，其中，所述第二光波导与每个第三光波导具有交点；以及多个第二微环谐振器，所述多个第二微环谐振器设置在所述第二基板上，其中，每个交点设置有所述多个第二微环谐振器中的第二微环谐振器，每个第二微环谐振器被配置为在交点处将具有相应波长的信号从所述第二光波导路由到所述多个第三光波导中的在所述交点处的一个第三光波导，其中，每个第二微环谐振器被配置为路由不同的波长，其中，所述第二光波导耦接到第二输入端口，所述第二输入端口连接到所述外部组中的所述节点；并且每个第三光波导耦接到第二输出端口，所述第二输出端口连接到所述本地组中的节点。