A. 請問光是如何被凍結的
澳大利亞國立大學的物理學家傑文·朗戴爾及其同事利用新型光陷阱，首次成功地將一個光脈沖「凍住」了足足1秒鍾的時間，這是以前最好成績的1000倍。將「凍住」光束的時間大大延長，意味著可能據此找到實用方法，來製造光計算機或量子計算機用的存儲設備。
要使光停住腳步，需要一種特殊的陷阱，其中的原子溫度極低，幾乎靜止，以至於每個原子都有著同樣的量子態。通常情況下，這樣一團凍結的原子是不透明的，但仔細校準後的激光能夠在其中「切割」出一條通道，使得一個光脈沖從另一方向傳播過來時，陷阱相對於它來說是透明的。一旦切斷激光，陷阱立刻又變得不透明，光脈沖就被困在陷阱里了。恢復激光照射，光脈沖將繼續傳播。
陷阱的秘密在於它並不像普通陷阱困住物體那樣困住光線，而是通過建立「量子沖突」來保存住光脈沖的信息。激光和光脈沖對原子的作用是相反的，導致原子發生「糾纏」，處於兩種量子態的混合狀態。切斷激光時，原子吸收光脈沖，但光脈沖並沒有丟失，原子仍然糾纏在不同量子態中，光脈沖的信息給它們留下了印記。只要原子不移動或改變，就能完全保有光脈沖的信息
http://news.xinhuanet.com/st/2005-08/15/content_3355223.htm
「研究團隊著手開發量子計算機用的存儲設備，將會有一種新的存儲和處理信息的方法，改變現有計算機，速度更快，功能更強大」，Matthew Sellars說，「光速的『凍結』是基於量子存儲器（存儲和重復光量子態的器件）的能力。光是一種很好的傳輸介質，其唯一的不足是速度太快了，我們必須要在短時間內保存信息。我們如何存儲傳送的量子信息，又可以在哪裡將其存儲一段時間。我們採用了摻有稀土元素鐠的硅酸鹽晶體，由於晶體是固態的，而且鐠的磁穩定性非常好，因此可以保存光脈沖信息。
通常激光脈沖照射這個晶體是相對較集中的。光脈沖不能通過這晶體。然後我們增加另一個激光束，他們就開始接合，接合後晶體變的透明，用第一個激光束照射，光脈沖將繼續傳播。也就是通過建立「量子沖突」來保存住光脈沖的信息，一旦切斷激光，光脈沖就被困住，不能傳播，此時就可以實現存儲了」。使用這個方法，可以將300,000 km/s的光速減到幾乎不到100m/s。意味著可能據此找到實用方法，來製造光計算機或量子計算機用的存儲設備。
http://www.plnmag.com/news/newsinfo2.asp?news_id=1588&news_path=/news/html/&news_hits=24&news_html=200593001588.htm
B. 光脈沖是什麼
光脈沖的原理
持續時間短、強度大的光脈沖能夠穿透物料，穿透物料的光脈沖不傳輸，但是以熱量的形式在物料中消散。物料的表面和內層產生溫度梯度，熱量以傳導的形式從表面傳遞到內層。熱傳導一直進行到物料溫度達到恆定的穩定狀態，消散的熱量和物料的熱學性質決定所需的時間。光脈沖的持續時間比熱傳導的時間短，光脈沖的能量在物料表面貯存極短的時間，期間幾乎沒有出現熱傳導，這實際上是瞬間加熱了薄層表面，使其溫度高於具有等量平均功率的連續光束加熱所達到的穩態溫度。
光脈沖的應用
光脈沖能夠殺滅無菌包裝材料、液體食品、肉、魚等固體食品和培烤食品上的微生物。光處理的肉製品可以延長冷藏狀態的貨架壽命。馬鈴薯、番茄、香蕉、蘋果和通心粉、米飯等預制食品都可以應用光脈沖處理，延長貨架壽命。番茄盡管在冷藏的條件下易於感染黴菌，但是經過光脈沖處理，在冷藏下可以貯藏30d。與此類似，脈沖處理包裝的白麵包切片，在2周之內可以使其保持新鮮狀態，而未受處理的切片很快霉變。光脈沖不僅減少了接種在肉中的李斯特菌和沙門氏菌的菌數，而且肉的營養成分變化甚微。
光脈沖可以增加肉的貨架壽命和安全性。除了食品的殺菌以外，光脈沖還用於以下的產品和領域：
①製造化妝品的配料和成品。
②要求高度清潔的設備、產品、裝置和區域。
③使用前的醫療和齒科設備。
④食品加工設備，以減少交叉污染的程度和可能性。
⑤處理或半處理的污水，以減少微生物載荷。
⑥空氣或其他氣體或氣態化合物，以減少微生物載荷。
C. 存儲設備主要有哪幾種
硬碟：
硬碟是用來存儲數據的倉庫。看到「硬碟」這個名字，有的同學可能會問，硬碟外面看起明明是個盒子為什麼叫個「盤」呢？這是因為傳統的機械硬碟（HDD）盒子般的外表下藏著一張（或者幾張）盤子的「心」。我們存在電腦上的數據都在這些盤子里，這些盤子的學名叫「磁碟」。磁碟上方有一個名叫「磁頭」的部件，當電腦從磁碟上存讀數據的時候，「磁頭」就會與「磁碟」摩擦摩擦，魔鬼般的步伐…當然不是真的「摩擦」，它們之間是通過「心靈（電磁）感應」實現交流的。傳統的機械硬碟容量已經從G時代步入了T時代，它的量價比（存儲容量/價格）是最大的（嗯，給日本大姐姐們安家很合適）。
固態硬碟（SSD）是近幾年漸漸被普及的新產品，相比HDD來說，固態硬碟的這個「盤」字就有點名不副實了。SSD用快閃記憶體替代了HDD的「磁碟」來作為存儲介質，直接通過電流來寫入、讀取數據，摒棄了HDD中的機械操作過程，並且SSD的讀和寫可以將一個完整數據拆成多份，在主控的控制下並行操作，這樣就大大提高了讀寫的吞吐量。一般來說固態硬碟的隨機存取速度（讀取大量小文件）比HDD快幾十倍甚至上百倍，持續存取速度（一次讀取一個大文件）也比HDD快一倍以上。不過相對HDD來說，SSD還是硬碟界的高富帥，相同容量的SSD的售價可以買十幾塊同容量的HDD。
U盤、SD卡、MiniSD卡和各種卡：
這幾類產品都是用快閃記憶體作為存儲介質的常用存儲設備，不過相比SSD而言，存儲容量較小（人家身材好嘛），也沒有復雜的主控電路實現數據的並行寫入，所以存取速度上比SSD慢不少。 U盤的英文名是「USB flash disk」，名字中有個「USB」，顧名思義，這種「盤」經常與電腦上的USB介面插來插去，一般用來做數據中轉站。
D. 光腦和電腦相比具有哪三方優勢呢它們分別是多少呢
望採納/光腦 光腦光腦-未來更加先進的計算機，利用光的傳播速度比電子速度快的原理。
美國哈佛大學的科學家最近宣布，用超低溫原子來「冷凍」並控制光線，就能構成光學電腦的「心臟」——中央處理器（CPU）。光腦以比傳統電子設備快10倍的數據傳輸速度，一舉沖破了硅技術的速度極限。
這項研究是利用光線代替電子進行信息處理的超速電腦開發方案的重大突破。作為全球「慢光」研究的權威之一，哈佛大學的Lene Hau教授領導的研究小組由於能有效降低光線速度而聞名世界。他們用一種含有超低溫鈉原子團的設備，把光速由每秒30萬千米降低到自行車的正常騎行速度，甚至成功地「凍結」了光線。Hau說，這項技術可用來製作下一代光學電腦的存儲設備。
Hau最新的一個研究項目是直接針對光學電腦的相關技術開發。她通過計算證明，一種稱為玻色—愛因斯坦凝聚（BEC）的超低溫原子團，可用於光線的「可控連貫數據處理」。在普通物質中，光脈沖的振幅和相位都會逐漸變淡，儲存的一切信息隨之損壞。而Hau博士的「慢光」實驗研究證明，在BEC中光線的這些屬性都被保留下來，而這樣的設備終有一天能「進化」成光學電腦的CPU。
隨著技術發展，傳統電子計算機的體積和速度不斷逼近理論上限，「集成電路集成度每18個月翻一番」的莫爾定律終將難以為繼。不少科學家相信，總有一天光學電腦將憑借其更小的體積、更快的速度，帶來一場新的技術革命。
光腦是由光導纖維與各種光學元件製成的計算機。它不像普通電腦靠電子在線路中的流動來處理信息，而是靠一小束低功率激光進入由反射鏡和透鏡組成的光迴路來進行「思維」的，但同樣具有存儲、運算和控制等功能。
計算機的「本領」大小，主要決定於兩個因素：一是計算機部件的運行速度；二是它們的排列緊密程度。從這兩方面看，光比電優越得多。光子是宇宙中速度最快的東西，每秒達30萬公里。電子就不行，它在半導體內的運動速度約每秒60—500公里，最快也不到光速的十分之一。另外，超大型集成電路中，一些片狀器件的線腳已達300多隻，排列密度受到限制。而光束可以相互穿越，互不幹擾，這使得科學家能夠在極小的空間內開辟很多的信息通道。例如，貝爾實驗室的光學轉換器就可以做得很小，以致在不到2毫米直徑的器件中，可裝入2000多個通道。
從理論上講，光腦的運算速度比現代的電腦還要快上千倍；其次，光腦器件還有信息量大的優點，一束光可以同時傳送數以千計的通道的信息。然而，光腦的製造在理論上和技術上還有許多問題沒有解決。作為第一步，科學家利用光腦驅動能量小的特點，把電子轉換器同光結合起來，製造一種光與電「雜交」的計算機。
關於光腦,人們對它也許還很陌生,但製造光腦的嘗試,科學界早在上個世紀50年代就開始了,直到80年代後期可以說才有了決定意義的突破.上世紀90年代中期,世界上第一台光腦已由歐共體的英國、法國、比利時、德國、義大利的70多位不同國籍的科學家研製成功
E. 光是怎樣被凍結的
澳大利亞國立大學的物理學家傑文·朗戴爾及其同事利用新型光陷阱，首次成功地將一個光脈沖「凍住」了足足1秒鍾的時間，這是以前最好成績的1000倍。將「凍住」光束的時間大大延長，意味著可能據此找到實用方法，來製造光計算機或量子計算機用的存儲設備。 要使光停住腳步，需要一種特殊的陷阱，其中的原子溫度極低，幾乎靜止，以至於每個原子都有著同樣的量子態。通常情況下，這樣一團凍結的原子是不透明的，但仔細校準後的激光能夠在其中「切割」出一條通道，使得一個光脈沖從另一方向傳播過來時，陷阱相對於它來說是透明的。一旦切斷激光，陷阱立刻又變得不透明，光脈沖就被困在陷阱里了。恢復激光照射，光脈沖將繼續傳播。 陷阱的秘密在於它並不像普通陷阱困住物體那樣困住光線，而是通過建立「量子沖突」來保存住光脈沖的信息。激光和光脈沖對原子的作用是相反的，導致原子發生「糾纏」，處於兩種量子態的混合狀態。切斷激光時，原子吸收光脈沖，但光脈沖並沒有丟失，原子仍然糾纏在不同量子態中，光脈沖的信息給它們留下了印記。只要原子不移動或改變，就能完全保有光脈沖的信息 「研究團隊著手開發量子計算機用的存儲設備，將會有一種新的存儲和處理信息的方法，改變現有計算機，速度更快，功能更強大」，Matthew Sellars說，「光速的『凍結』是基於量子存儲器（存儲和重復光量子態的器件）的能力。光是一種很好的傳輸介質，其唯一的不足是速度太快了，我們必須要在短時間內保存信息。我們如何存儲傳送的量子信息，又可以在哪裡將其存儲一段時間。我們採用了摻有稀土元素鐠的硅酸鹽晶體，由於晶體是固態的，而且鐠的磁穩定性非常好，因此可以保存光脈沖信息。 通常激光脈沖照射這個晶體是相對較集中的。光脈沖不能通過這晶體。然後我們增加另一個激光束，他們就開始接合，接合後晶體變的透明，用第一個激光束照射，光脈沖將繼續傳播。也就是通過建立「量子沖突」來保存住光脈沖的信息，一旦切斷激光，光脈沖就被困住，不能傳播，此時就可以實現存儲了」。使用這個方法，可以將300,000 km/s的光速減到幾乎不到100m/s。意味著可能據此找到實用方法，來製造光計算機或量子計算機用的存儲設備
F. 伺服器本地硬碟讀寫速度和光纖存儲設備讀寫速度哪個快些
。。這里有個概念性問題，光纖是數據信號經調製成光脈沖信號的傳輸載體，並沒有存儲數據功能。那"光纖存儲設備"指何種存儲介質?
G. 光學存儲器的工作原理
抓住光波
(英)《新科學家》
在慕尼黑大學的實驗室里，阿希姆.維克斯福特和他的同事們找到了一種捕獲光束的方法，他們可以把光束存儲一會兒，然後再把它放走。
光學夢想
這是一種絕妙的方法，並且可能具有深遠的意義，因為在現有的計算機中攜帶和傳送數據的電子有其局限性，它們會相互影響。它們需要電線才能運動，並且它們傳送信息的速度較慢。
而光束則具有通信和計算機技術人員所盼望的理想特性，其信息載運能力(或者說帶寬)非常巨大。一束激光脈沖一秒鍾可傳輸整部《不列顛網路全書》。光束還能輕而易舉地分成很多單束光束，使其成為並行處理的理想媒介，而人們廣泛認為並行處理是高速計算技術的未來發展趨勢。當然，光束還具有速度快的優點，宇宙中沒有什麼東西比光束更快了。
雖然光束運動速度快而且攜帶的數據多，但它正如一輛剎車失靈而失控的郵政列車，如果你想獲得數據，必須讓它撞上什麼東西使它停下來。近年來，物理學家已設計出一些非常奇特的牆壁供光束撞擊，這些研究統稱為光電子學——這是把光所攜帶的數據轉換成普通機器所使用的電子形式的技術。
光電子學使你能夠把信息以光速從一個地方傳送到另一個地方，在越洋電話線纜、電視遙控器等各個領域都可見到光電子設備的身影。但歸根結底，你仍然要把光束的驚人速度和傳輸容量轉換成緩慢的電子流，從而受到導電物體變幻莫測的電學現象的限制。如果你能夠使用光而不是電子，那麼就有可能建造超高速的設備——如光學計算機。
為了實現這一夢想，必須設法讓光束在某些地方滯留一段時間以備使用——實際上滯留時間要足夠長，以使光束能夠充當光傳導數據的存儲器。
光存儲器
人們多年來一直在尋找製造這種光學存儲器的方法。他們嘗試了各種各樣的方法，有的方法要利用古怪的量子效應，有的方法則顯得直截了當(比如讓光在一個光纖做成的線圈中運行一段時間等)。
維克斯福特說，這些裝置的缺點在於它們的體積一般很龐大，為了把光滯留百萬分之一秒，你需要300米長的光纖，並且它們還難以控制。他說：「理想的光學存儲器應該是一個小型容器，進入容器中的光信號應該能夠按人們的需要保留一段時間，然後再以光的形式釋放出來。」
這差不多就是他的研究小組今年早些時候在《科學》雜志上公布的成果：一種把光存儲在比一個句號還要小的存儲裝置中的切實可行的方法。而且，他們使用的是半導體材料，這使這種裝置非常容易製造並且與現有的電子技術相結合。
從理論上說，用半導體製造光學存儲器應該很容易。半導體中電子的能量分布在兩個寬能帶上。大多數電子處於價電子帶中，在這個能帶上電子與特定的原子結合在一起。如果給予它們足夠的能量，它們就會躍遷到傳導帶，此時它們變得能夠自由移動，留下一些行為像帶正電的粒子一樣的空穴。因此，如果你把帶有適當能量的光子打到半導體上，這些光子將被吸收，留下一些電子一空穴對，不管是電子還是空穴都可存儲原來的光。
但是，製造一種能夠捕獲、存儲和釋放光的存儲器則要困難得多。
另闢蹊徑
為了克服這個障礙，維克斯福特和同事們利用了一種令人意想不到的現象：聲波。這個科研小組是在研究控制電子運動的新方法時找到這個解決方案的。他們發現表面聲波——施加到晶體表面的波浪形壓力——是一種大有希望的控制電子的方法。
製造出這些壓力很簡單——只需要在鈮酸鋰等壓電材料上施加交流電壓即可。變化的電壓使壓電材料的晶格舒張和彎曲，產生一種沿著材料運動的壓力波。當壓力波運動時，會產生一個強電場，這個電場能夠用來捕捉和傳送電子。
維克斯福特和同事們使用這些聲波移動電子時意識到，這些波還有另外一個用途：把由光導致的電子—空穴對分隔開來。這些波產生的強大電場把半導體平整的傳導帶和價電子帶扭曲成規則的正弦波形狀。當電子—空穴對遇到波峰和波谷時，它們會被彼此分隔，電子移動到波峰，而空穴則移動到波谷。
1997年，由維克斯福特的學生之一卡斯滕*勒克領導的一個研究小組宣布，他們用以銦鎵為基礎的多層半導體在壓電材料上製成了一個微小的「三明治」，並且使用一個高頻電場製造出一種聲波。
一束紅外激光脈沖使半導體產生一些電子—空穴對，這些電子和空穴旋即被電場分隔開來。由於電子和空穴隔開的距離大約有1微米，從而無法再次結合，這些電子—空穴對只好保存促使它們產生的光子的能量。
勒克和他的同事們設法把能量保存了幾個微秒的時間——這比自然條件下電子—空穴對的存在時間長了幾千倍。
但是這里有個難題：所有這些實驗都是在只比絕對零度高4度的液氦低溫中進行的，並不便於在日常電器中使用。目前，維克斯福特則向人們表明，通過採用砷化鎵和砷化鋁半導體層，並且在表面裝上一個透明的電極用來產生電場，在液氮溫度下也能取得同樣的結果。
他們設法把光存儲了35微秒。而且，通過使用一種靜止的電場把電子和空穴隔開，他們做出的晶元在尺寸上只是勒克所用晶體的一個零頭。通過進一步改善設計，他們認為能夠在室溫下運行的裝置沒有理由不會很快做成。
前景遠大
維克斯福特說，只要你知道了原理，就像生活中的平常事情一樣，製造一個光學存儲器是非常容易的。
掌握了基本的原理之後，維克斯福特和他的同事們正在越來越多地考慮這種「聲光」裝置的可能用途。他們認為，這種存儲器的靈活性為製造一系列的裝置開辟了道路，這些裝置不僅能夠存儲光，而且還能夠處理諸如復合和分解(把很多輸入的光信號合成一個信號以及把一個信號分解成多個信號)這樣的任務。維克斯福特還發現他甚至能夠改變再次發出的光的波長，只需要壓擠半導體即可。他說，最終研究人員有可能利用這種裝置對附加的信息進行編碼。
目前，他們的注意力集中在對常規的通信和計算至關重要的動態隨機存儲器上。用一系列半導體單元或者「像素」製成的能夠處理光子的一種聲光裝置，有可能完成常規電子裝置無能為力的任務。維克斯福特說：「光學動態隨機存儲器在諸如光學模式的識別和圖像處理等領域具有誘人的應用潛力。」
除了使用光，他預見還能使用表面聲波產生的電子—空穴對裝載和讀取每個存儲單元。存儲的信息甚至能夠從一個單元移動到另外一個單元以供處理。
從長遠看，聲光元件也許能夠為開發未來的光學計算機做出貢獻。使用激光而不是電線並且利用光束固有的並行性質，這種計算機可能成為除了量子計算機外的終極數碼處理器。
H. 光存儲技術的光存儲技術的分類及最新進展
相變型存儲材料的光碟 記錄信息：高功率調制後的激光束照射記錄介質，形成非晶相記錄點。非晶相記錄點的反射率與未被照射的晶態部分有明顯的差異。讀出信息：用低功率激光照射存儲單元，利用反射光的差異讀出信息。信息的擦除：相記錄點在低功率、寬脈沖激光照射下，又變回到晶態。
磁光存儲材料的光碟 記錄信息：記錄介質為磁化方向單向規則排列的垂直磁光膜。在聚焦激光束照射下，發生熱磁效應，記錄點的磁化方向發生變化，進而完成信息記錄。讀出信息：利用法拉第效應和克爾效應。信息的擦出：在激光的作用下，改變偏磁場的方向，刪出了記錄信息。 多媒體信息時代的第一次數字化革命是以直徑為12cm 的高音質CD（Compact disc）光碟取代直徑為30cm 的密紋唱片。這其中包括CD-ROM, CD-R 和CD-RW 類型。CD 光碟使用的激光波長為780nm，數值孔徑為0.45，道間距為1.6um，存儲容量為650MB。第二代數字多用光碟DVD(Digital Versatile Disk)使用的激光波長為635/650nm，數值孔徑為0.6，道間距為0.74um，單面存儲容量為4.7GB，雙面雙層結構的為17GB。DVD光碟系列有DVD-ROM, DVD-R, DVD-RW, DVD+RW 等多種類型。目前DVD-Multi 已兼容了
DVD-RW, DVD+RW, DVD-RAM 三種光碟。上述這些產品的問世，對包括音頻、視頻信息在內的數據的記錄都發揮過巨大的作用。 多階光存儲是目前國內外光存儲研究的重點之一，緣於它可以大大地提高存儲容量和數據傳輸率。在傳統的光存儲系統中，二元數據序列存儲在記錄介質中，記錄符只有兩種不同的物理狀態，例如只讀光碟中交替變化的坑岸形貌。多階光存儲是讀出信號呈現多階特性，或者直接採用多階記錄介質。多階光存儲分為信號多階光存儲和介質多階光存儲。
從技術上講，藍光光碟的下一代存儲技術是相當先進的，不過由於藍光光碟格式本身與現存的紅光DVD格式並不兼容，所以如果採用藍光光碟格式的廠商必須大動干戈的更換整條生產線，這大大增加了生產廠商的生產成本，使得其價格普遍偏高，從很大程度上阻礙了藍光光碟格式的普及。所以雖然藍光技術得到了很多大廠得支持，但價格是藍光技術的致命傷。不過還是有很多有實力的大廠如三星、飛利浦、LG、三菱、索尼等表示他們已經或將很快推出其支持藍光技術的產品。
I. 光腦和普通電腦區別
美國哈佛大學的科學家最近宣布，用超低溫原子來「冷凍」並控制光線，就能構成光學電腦的「心臟」——中央處理器（CPU）。光腦以比傳統電子設備快10倍的數據傳輸速度，一舉沖破了硅技術的速度極限。 這項研究是利用光線代替電子進行信息處理的超速電腦開發方案的重大突破。作為全球「慢光」研究的權威之一，哈佛大學的Lene Hau教授領導的研究小組由於能有效降低光線速度而聞名世界。他們用一種含有超低溫鈉原子團的設備，把光速由每秒30萬千米降低到自行車的正常騎行速度，甚至成功地「凍結」了光線。Hau說，這項技術可用來製作下一代光學電腦的存儲設備。 Hau最新的一個研究項目是直接針對光學電腦的相關技術開發。她通過計算證明，一種稱為玻色—愛因斯坦凝聚（BEC）的超低溫原子團，可用於光線的「可控連貫數據處理」。在普通物質中，光脈沖的振幅和相位都會逐漸變淡，儲存的一切信息隨之損壞。而Hau博士的「慢光」實驗研究證明，在BEC中光線的這些屬性都被保留下來，而這樣的設備終有一天能「進化」成光學電腦的CPU。 隨著技術發展，傳統電子計算機的體積和速度不斷逼近理論上限，「集成電路集成度每18個月翻一番」的莫爾定律終將難以為繼。不少科學家相信，總有一天光學電腦將憑借其更小的體積、更快的速度，帶來一場新的技術革命。光腦是由光導纖維與各種光學元件製成的計算機。它不像普通電腦靠電子在線路中的流動來處理信息，而是靠一小束低功率激光進入由反射鏡和透鏡組成的光迴路來進行「思維」的，但同樣具有存儲、運算和控制等功能。 計算機的「本領」大小，主要決定於兩個因素：一是計算機部件的運行速度；二是它們的排列緊密程度。從這兩方面看，光比電優越得多。光子是宇宙中速度最快的東西，每秒達30萬公里。電子就不行，它在半導體內的運動速度約每秒60—500公里，最快也不到光速的十分之一。另外，超大型集成電路中，一些片狀器件的線腳已達300多隻，排列密度受到限制。而光束可以相互穿越，互不幹擾，這使得科學家能夠在極小的空間內開辟很多的信息通道。例如，貝爾實驗室的光學轉換器就可以做得很小，以致在不到2毫米直徑的器件中，可裝入2000多個通道。 從理論上講，光腦的運算速度比現代的電腦還要快上千倍；其次，光腦器件還有信息量大的優點，一束光可以同時傳送數以千計的通道的信息。然而，光腦的製造在理論上和技術上還有許多問題沒有解決。作為第一步，科學家利用光腦驅動能量小的特點，把電子轉換器同光結合起來，製造一種光與電「雜交」的計算機。 關於光腦,人們對它也許還很陌生,但製造光腦的嘗試,科學界早在上個世紀50年代就開始了,直到80年代後期可以說才有了決定意義的突破.上世紀90年代中期,世界上第一台光腦已由歐共體的英國、法國、比利時、德國、義大利的70多位不同國籍的科學家研製成功. 光腦無需散熱 多數人對電腦的深入原理並沒有太深了解，但是當家裡的電腦使用時間比較長，或者天氣較熱的情況 光腦2下，機箱中往往就會傳來刺耳的噪音。其實讓你感到刺耳的噪音也同樣在煩惱著計算機科學家們。因為在電腦中，計算機速度越快、效率越高，熱量產生越大。高溫會阻礙電子元件的工作效率，所以熱量的問題就成為「電」腦速度提高的一個無法逾越的障礙。 「光」是解決這個問題的好辦法。首先光是冷的，如果在電腦里用「光」而不是電來傳遞信息，那麼散熱的問題就會迎刃而解。同時，使用過寬頻上網的人也有體會，接入光纖的寬頻遠遠比接入其他線路的寬頻速度要快得多，這也是因為光的速度可以達到每秒鍾30萬公里，遠遠比電快。如果使用的是光腦，那麼本身就會比電腦快上許多倍。 用光的明暗傳達信息 在我們今天使用的電腦不同，流通在電路中的是「電」，通過元件對電流「開」和「關」的控制來表達復雜的信息。而在光腦中取而代之的則是用光來傳遞信號，光的「明」和「暗」則可以代表信息的傳遞。當然，首先你必須使得晶元可以發光，而晶元所採用的材料主要是硅，所以科學家們需要得到的是一束硅激光。 光腦會是更小的計算機 日常生活的經驗告訴我們，當幾束不同顏色的光相遇時，能夠相安無事、互不幹擾的穿越，這樣不同頻率的光就可以攜帶不同的信息在同一條光纖通道中穿過，而電則不行。因此如果我們的「電」腦能夠變成光腦，那麼當我們同時打開許多窗口玩游戲、聽音樂和聊天的時候，甚至讓一台計算機同時肩負多種復雜工作的時候，也不會有急劇的速度變慢現象了。 對於計算機來說，越快代表越聰明，低散熱問題，就意味著可以更小。因此，當用上光腦之後，我們才有可能將整個房屋的全部事務委託給一台小盒子那麼大的計算機控制，而不是像現在使用穿衣櫃一樣的一排計算機來管理。我們可能會使用科幻片中帶著極高速度自動行駛的汽車來緩解城市交通的壓力，而實際控制的也許是個比手掌大不了多少的計算機。 「光腦」漸近 與叫了幾十年的「電腦」相比，「光腦」似乎更時髦，而且充滿著科幻色彩。試想，計算機如果以光子傳 光腦3遞信息，即使光線相交也互不影響，而速度卻至少提高三個數量級，突破電子邏輯門開關的速度極限。那時，我們再也沒有金屬導線的高延遲，沒有令人頭疼的高發熱量，計算機更小更快、傳輸信息量更大……諸多優越性背後的技術支撐是硅光電子學。 英特爾將硅光電子學作為其戰略性技術開展研究，並多次公開發表最新研究成果。2008年年底，英特爾在《自然》上發表了在光電探測器方面的新突破，讓「光腦」再激千層浪，我們多久可以擁有它，五年、十年還是更久？一時間，「光腦」話題再度升溫。盡管完全「光腦」還不可行，但作為第一步，我們已經看到科學家把電子轉換器同光結合起來，製造出光與電混合的新一代計算機的曙光。 為何鍾情硅光子 硅光子學喚起了太多人的熱情。硅光子學既是半導體光子學中的新興研究課題，也在發展中逐漸成為物理學、材料學、計算科學、通信學等多學科綜合的一門交叉學科。硅光電子學專門研究在硅及硅基異質結材料中的光子行為和規律，並且非常注重硅光子器件。成熟的硅工藝為硅光子學提供了堅實的技術支持，加速了硅光子學的形成和發展。 一方面是現代微電子產業的基石——硅基半導體的發展接近極限，以英特爾為代表的半導體廠商都在尋找並引入高K新材料，以實現延長基於硅的摩爾定律的壽命；而另一方面，光電子技術作為一項快速發展且前景光明的技術，吸引眾多國內外專家學者的關注，他們致力於將光子技術和微電子技術結合起來。 硅光子器件將是繼集成電路之後最有應用前景的實用元器件，這一創新將在後硅材料時代引領技術革命。我國著名的硅光子學研究專家、中科院半導體研究所集成光電子學國家重點實驗室研究員余金中指出，成熟的硅光子學將在信息領域和社會生活中起到重要作用，特別是推動光計算發展。在未來十幾年重點攻關後，在信息功能材料及器件、感測器網路及智能信息處理、激光技術、納米研究等項目推進中，硅光子學具有廣闊發展空間。 發展硅基光子科學和技術的意義是如此重大，這就不難理解為何有一定科研實力的國家都把這一學科作為長遠的技術發展目標，這以美國最為突出。我國的863計劃、973計劃，也都把硅基光電子研究的相關課題列入計劃，中國科學院微電子研究所、中國科學院半導體研究所光電子研究發展中心、浙江大學硅材料國家重點實驗室、吉林大學集成光電子國家重點實驗室等領先研究性機構，都在這一前瞻性研究的硅基材料、器件實用化等方面取得了突出成果。 成本是個大問題 我們期待硅光子技術突破，主要就是要解決提高傳輸速度的問題，尤其是進入單晶元萬億次計算時代後，這個問題就更加突出，與萬億次計算相匹配的還應該有萬億次通信。這個問題在未來的高性能計算領域同樣存在，計算機需要找到一種更快的方法，以便在晶元內部及晶元之間傳送大量數據，業界把突破通信瓶頸的希望寄託在硅光子通信上。 我們對「高帶寬、低延遲」的期待可以從光纖談起。目前，長距離傳輸由光纖通信實現，主要是城域和長距離傳輸，長度約是0.1km～80km。機架到機架也開始採用光纖傳輸，長度約是1m～100m。而從板卡到板卡、晶元到晶元，採取的還是導線傳輸。目前硅光子學研究就是要把光傳輸從長距離向超短距離傳輸擴展。 從目前發展情況來看，持續改進的技術只是問題的一個方面，另一個重要問題是成本。舉例來說，以銅導線連接為例，每年需要連接的器件數量在數十億以上，對光模塊的需求量非常大。而目前，多數光子器件都採用砷化鎵和磷化銦之類的特殊半導體製造，成本過於高昂、處理與封裝也十分復雜，很難用於單台計算機甚至本地網路。英特爾院士兼光子學技術實驗室總監Mario Paniccia在接受記者采訪時說：「我們要把光通信技術的優勢帶到晶元級平台上，不只要有技術，還要把這個技術做到低成本，這樣才可能把技術規模化，這是我們研究的推動力。」 Mario Paniccia說的這項技術就是硅光電子學，其願景是要研究使用廉價、製造工藝簡單的硅作為基礎材料開發光子器件，並在現有的晶圓工廠中，採用標準的批量生產的硅製造技術來實現。這樣帶來的優勢就是能為光通信帶來規模經濟效應。英特爾在開展這項研究的數年來取得了一系列成果，尤其是從2005年開始，逐漸進入了成果收獲期。 一舉兩得的選擇 硅光子學從研究到最終產業化，是一項系統工程，英特爾把通過光傳輸方式收發數據的過程分解為以下步驟來實現：一是先解決光源問題，就是生成光束的激光器，要能發出連續光；二是解決傳輸路徑問題，就是光波導，就如同讓光在硅平台上傳播的高速公路網路；三是光調制器，把光束分成代表數字0和1的開/關信號，光的變化就攜帶了傳輸信息；四是光探測器，光傳輸到目的地後，需要有光探測器探測到脈沖光信號，把附加在光上面的信息下載下來，重新轉換成電信號。 在這些技術問題都解決了之後，就是考慮生產與產業化的問題了，即實現低成本封裝和CMOS工藝批量製造。現在基於硅的製造工藝已經非常成熟，這能夠實現低成本的大規模生產。而根據不同的應用需求，我們還可以像搭積木一樣，對這些模塊進行組合，以實現不同的功能。
J. FC-SAN的結構有哪些部件
1、宿主層
允許訪問 SAN 及其存儲設備的伺服器被認為構成了 SAN的主機層。此類伺服器具有主機適配器，它們是連接到伺服器主板上的插槽（通常是 PCI 插槽）並與相應的固件和設備驅動程序一起運行的卡。通過主機適配器，伺服器的操作系統可以與 SAN 中的存儲設備進行通信。
在光纖通道部署中，電纜通過千兆介面轉換器(GBIC)連接到主機適配器。GBIC 也用於 SAN 內的交換機和存儲設備，它們將數字位轉換為光脈沖，然後可以通過光纖通道電纜傳輸。相反，GBIC 將傳入的光脈沖轉換回數字位。GBIC 的前身稱為千兆鏈路模塊 (GLM)。
2、織物層
結構層由 SAN 網路設備組成，包括SAN 交換機、路由器、協議橋、網關設備和電纜。SAN 網路設備在 SAN 內或在啟動器（例如伺服器的 HBA 埠）和目標（例如存儲設備的埠）之間移動數據。
在最初構建 SAN 時，集線器是唯一支持光纖通道的設備，但是開發了光纖通道交換機，現在在 SAN 中很少發現集線器。與集線器相比，交換機的優勢在於它們允許所有連接的設備同時通信，因為交換機提供專用鏈路以將其所有埠相互連接。
最初構建 SAN 時，光纖通道必須通過銅纜實現，如今 SAN 中使用多模光纖電纜。
SAN 網路通常採用冗餘方式構建，因此 SAN 交換機之間採用冗餘鏈路連接。SAN 交換機將伺服器與存儲設備連接起來，並且通常是無阻塞的，允許同時通過所有連接的線路傳輸數據。
29 個 SAN 交換機用於在網狀拓撲中設置的冗餘目的。單個 SAN 交換機可以具有少至 8 個埠和多達 32 個帶有模塊化擴展的埠。 所謂的導向器級交換機最多可以有128個埠。
在交換 SAN 中，使用光纖通道交換結構協議 FC-SW-6，在該協議下，SAN 中的每個設備在主機匯流排適配器 (HBA) 中都有一個硬編碼的全球名稱(WWN) 地址。如果設備連接到 SAN，其 WWN 將在 SAN 交換機名稱伺服器中注冊。
代替 WWN 或全球埠名稱 (WWPN)，SAN 光纖通道存儲設備供應商還可以硬編碼全球節點名稱 (WWNN)。存儲設備埠的WWN通常以5開頭，而伺服器的匯流排適配器則以10或21開頭。
3、存儲層
串列化小型計算機系統介面(SCSI) 協議通常用於伺服器和 SAN 存儲設備中的光纖通道交換結構協議之上。
乙太網上的Internet 小型計算機系統介面(iSCSI)和Infiniband協議也可以在 SAN 中實現，但通常橋接到光纖通道 SAN 中。但是，可以使用 Infiniband 和 iSCSI 存儲設備，尤其是磁碟陣列。
SAN 中的各種存儲設備被稱為形成存儲層。它可以包括各種存儲數據的硬碟和磁帶設備。在 SAN 中，磁碟陣列通過RAID 連接起來，這使得許多硬碟看起來和運行起來就像一個大存儲設備。
每個存儲設備，甚至該存儲設備上的分區，都有一個邏輯單元號(LUN) 分配給它。這是 SAN 中的唯一編號。SAN 中的每個節點，無論是伺服器還是其他存儲設備，都可以通過引用 LUN 來訪問存儲。
優勢
存儲器的共享通常簡化了存儲器的維護，提高了管理的靈活性，因為連接電纜和存儲器設備不需要物理地從一台伺服器上搬到另外一台伺服器上。
其它的優勢包括從SAN自身來啟動並引導伺服器的操作系統。因為SAN可以被重新配置，所以這就使得更換出現故障伺服器變得簡單和快速，更換後的伺服器可以繼續使用先前故障伺服器LUN。
這個更替伺服器的過程可以被壓縮到半小時之短，這在目前還是一個只在新建數據中心才使用的相對新潮的辦法。現在也出現了很多新產品得益於此，並且在提高更換速度方面不斷進步。
例如Brocade的應用資源管理器Application Resource Manager可以自動管理可以從SAN啟動的伺服器，而完成操作的時間通常情況只需要幾分鍾。
盡管此方向的技術現在仍然很新，還在不斷演進，許多人認為它將進入未來的企業級數據中心。
SAN也被設計為可以提供更有效的災難恢復特性。一個SAN可以「攜帶」距離相對較遠的第二個存儲陣列。這就使得存儲備份可以使用多種實現方式，可能是磁碟陣列控制器、伺服器軟體或者其它特別SAN設備。