TWI514151B - 計算機及其計算機數據傳輸系統 - Google Patents

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    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/80—Optical aspects relating to the use of optical transmission for specific applications, not provided for in groups H04B10/03 - H04B10/70, e.g. optical power feeding or optical transmission through water
    • H04B10/801—Optical aspects relating to the use of optical transmission for specific applications, not provided for in groups H04B10/03 - H04B10/70, e.g. optical power feeding or optical transmission through water using optical interconnects, e.g. light coupled isolators, circuit board interconnections

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Description

計算機及其計算機數據傳輸系統
本發明涉及一種計算機數據傳輸系統，尤其涉及一種I/O介面卡與主機板之間之數據傳輸系統及採用該系統之計算機。
計算機通常具有複數I/O介面以與計算機週邊設備連接並與週邊設備進行數據傳輸。隨著科技之不斷進步與發展，目前計算機主板機上CPU之速度可達到20Gb/s以上之速度，而計算機週邊I/O介面卻因為需經過很大一端距離之銅線傳輸，導致週邊設備速度跟不上CPU速度，因此拖累整體計算機之處理速度，影響計算機之整體性能。
有鑒於此，有必要提供一種能夠快速傳輸數據之計算機數據傳輸系統。
一種計算機數據傳輸系統，其包括CPU、I/O介面卡及與CPU相連之光電轉換單元及與該光電轉換單元連接之高速晶片，光電轉換單元包括光電轉換模組，I/O介面卡具有光電轉換模組，光電轉換單元之光電轉換模組與I/O介面卡之光電轉換模組均能實現光訊號輿電訊號之相互轉換以及發射與接收光訊號，光電轉換單元之光電轉換模組與I/O介面卡之光電轉換模組通過光纖相互連接 ，該I/O介面卡包括高速I/O介面卡及低速I/O介面卡，該高速I/O介面卡與該光電轉換單元相連，該低速I/O介面卡與該高速晶片相連，從而與該光電轉換單元相連。
一種計算機，其包括殼體、裝設於該殼體之I/O介面卡及主機板，該主機板上集成有光電轉換單元，該光電轉換單元包括光電轉換模組，該I/O介面卡具有光電轉換模組，該光電轉換單元之光電轉換模組與該I/O介面卡之光電轉換模組均能實現光訊號輿電訊號之相互轉換以及發射與接收光訊號，該計算機還包括光纖，該光纖連接該光電轉換單元之光電轉換模組與該I/O介面卡之光電轉換模組，該主機板上還集成有高速晶片，該高速晶片與該光電轉換單元藉由光纖連接，該I/O介面卡包括高速I/O介面卡及低速I/O介面卡，該高速I/O介面卡與該光電轉換模組相連，該低速I/O介面卡與高速晶片相連，從而與該光電轉換單元相連。
上述計算機數據傳輸系統中，由於設置有光電轉換單元，且I/O介面卡形成有光電轉換模組，使得I/O介面卡與光電轉換單元之間之數據傳輸能夠傳輸光訊號，大大提高了數據傳輸速率。
100‧‧‧計算機數據傳輸系統
11‧‧‧CPU
111‧‧‧北橋晶片
13‧‧‧記憶體
15‧‧‧光電轉換單元
151、175、191‧‧‧光電轉換模組
17‧‧‧I/O介面卡
171‧‧‧高速I/O介面卡
173‧‧‧低速I/O介面卡
19‧‧‧高速晶片
200‧‧‧計算機
201‧‧‧殼體
202‧‧‧I/O介面卡
203‧‧‧主機板
204‧‧‧光纖
圖1係本發明實施方式計算機數據傳輸系統之示意圖。
圖2係圖1所示計算機數據傳輸系統使用之計算機之結構示意圖。
請參閱圖1及圖2，本發明實施方式之計算機數據傳輸系統100藉由計算機200實現(圖2中僅示出計算機200之機箱部份)，計算機200包括殼體201、I/O介面卡202、主機板203以及光纖204。殼體201大致為立方體狀，I/O介面卡202之數目為複數，其裝設於 殼體201之側壁上。主機板203為集成電路板，其裝設於殼體201內部。圖中為顯示殼體201內之主機板203，殼體201之側板已被移除。光纖204用於連接主機板203與I/O介面卡202。在I/O介面卡插設有週邊設備(圖未示)時，例如插設顯示屏時，光纖用於實現週邊設備與主機板203之間之數據傳輸。圖中為突出顯示光纖204，將光纖204設置於殼體201之外部，可理解，光纖204可從殼體201內部穿設，優化線路之排配。可理解，I/O介面卡202也可裝設於殼體201之其他地方，如後壁上。
計算機數據傳輸系統100包括CPU11、記憶體13、光電轉換單元15、I/O介面卡17以及高速晶片19。CPU11、記憶體13、光電轉換單元15及高速晶片19均集成於主機板203上。CPU11包括與CPU整合於一體之北橋晶片111，北橋晶片111用於控制記憶體13。記憶體13與CPU11相連，用於存儲CPU11中之運算數據以及CPU11與週邊設備交換之數據。
光電轉換單元15與CPU11之間利用高速傳輸線連接，其包括複數光電轉換模組151，光電轉換模組151用於將電訊號轉換為光訊號或者將光訊號轉化為電訊號以及發射或接收光訊號。每一光電轉換模組151與CPU11之間之傳輸頻率為20GHz。光電轉換模組151可採用雷射二極體或發光二極體作為高速光發射器之元件，在本實施方式中，光電轉換模組151採用發光二極體作為高速光發射器之元件。
I/O介面卡17包括複數高速I/O介面卡171及複數低速I/O介面卡173(圖中僅示出其中之一)。高速I/O介面卡171藉由光纖204與光電轉換單元15相連，以互相傳輸數據。高速I/O介面卡171採用 PCIE介面標準，傳輸數據速率較高，用於連接需要高速傳輸數據之週邊設備，如顯示卡或者記憶體等。每一高速I/O介面卡171包括一光電轉換模組175，用於將光訊號轉化為電訊號或者將電訊號轉化為光訊號以及發射或接收光訊號。低速I/O介面卡173採用PCI介面標準，傳輸數據速率較低，用於連接傳輸速率之要求不太高之週邊設備，如USB或者硬碟等。
高速晶片19用於連接低速I/O介面卡173與光電轉換單元15，高速晶片19與低速I/O介面卡173之間藉由電線連接，與光電轉換模組151之間藉由光纖連接。
高速I/O介面卡171插設週邊設備進行數據傳輸時，由CPU傳送出之數據經處理成電訊號發送出來，藉由高速傳輸線傳輸將電訊號傳送給光電轉換單元15，經過光電轉換模組151將電訊號轉換成光訊號，藉由光電轉換模組將光訊號發射出，光訊號藉由光纖204傳輸至高速I/O介面卡171上，經過光電轉換模組175中接收光訊號並將光訊號轉換為電訊號，電訊號在經過高速I/O介面卡171上之集成電路處理後，經由電路傳送電訊號數據給週邊設備。
週邊設備中之數據經過I/O介面卡17中之集成電路處理為電訊號後傳送給光電轉換模組175中，光電轉換模組175將電訊號轉換為光訊號並將光訊號發射出，光訊號經由光纖204傳播至光電轉換模組151，光電轉換模組151接收光訊號並將光訊號轉換為電訊號，電訊號藉由高速傳輸線傳送至CPU，CPU對電訊號數據進行運算處理。
低速I/O介面卡173插設週邊設備進行數據傳輸時，由CPU傳送出之數據藉由電訊號發送出來，經過高速傳輸線傳輸將電訊號傳送 給光電轉換單元15，經過光電轉換模組151將電訊號轉換成光訊號並將光訊號發射出，光訊號藉由光纖204傳輸至高速晶片19，高速晶片19對光訊號進行降頻，光電轉換模組191將降頻後之光訊號轉換為電訊號，電訊號經電線傳輸至低速I/O介面卡173，電訊號在經過低速I/O介面卡173上之集成電路處理後，經由電路傳送電訊號數據給週邊設備。
週邊設備中之數據經過I/O介面卡17中之集成電路處理為電訊號後經電纜傳輸至高速晶片19，高速晶片19之光電轉換模組191將電訊號轉換為光訊號，高速晶片19將光訊號升頻後藉由光纖傳送至光電轉換模組151，光電轉換模組151接收光訊號並將光訊號轉換為電訊號，電訊號藉由高速傳輸線傳送至CPU11，CPU11對電訊號數據進行運算處理。
本實施方式之計算機數據傳輸系統中，由於設置有光電轉換單元15，且I/O介面卡17形成有光電轉換模組175，使得I/O介面卡17與光電轉換單元15之間之數據傳輸能夠藉由光纖204進行傳輸。由於光纖204傳輸數據速率很高，大大縮短了傳輸時間，能夠使得週邊速度跟上CPU處理速度，提高計算機整體性能。且利用光纖傳輸能夠避免傳統之電傳輸帶來之電磁干擾，提高訊號傳輸之品質。CPU11與光電轉換單元15之間由於距離很短，在主機板203利用高速傳輸線進行電訊號之傳輸，傳輸速率較快。同時，低速I/O介面卡173藉由高速晶片19之降頻後也能與CPU傳輸數據，且高速晶片19與光電轉換單元15之間為光訊號傳輸，使得低速I/O介面卡173與CPU之間之數據傳輸速率同樣很高。在光電轉換模組中，利用發光二極體作為高速光發射器，能夠大大節約光電轉換 模組之成本。
綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，於爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。
11‧‧‧CPU
111‧‧‧北橋晶片
13‧‧‧記憶體
15‧‧‧光電轉換單元
151、175、191‧‧‧光電轉換模組
17‧‧‧I/O介面卡
171‧‧‧高速I/O介面卡
173‧‧‧低速I/O介面卡
19‧‧‧高速晶片

Claims (8)

  1. 一種計算機數據傳輸系統，其包括CPU及I/O介面卡，其改良在於：該計算機數據傳輸系統還包括與該CPU相連之光電轉換單元及與該光電轉換單元連接之高速晶片，該光電轉換單元包括光電轉換模組，該I/O介面卡具有光電轉換模組，該光電轉換單元之光電轉換模組與該I/O介面卡之光電轉換模組均能實現光訊號輿電訊號之相互轉換以及發射與接收光訊號，該光電轉換單元之光電轉換模組與該I/O介面卡之光電轉換模組通過光纖相互連接，該I/O介面卡包括高速I/O介面卡及低速I/O介面卡，該高速I/O介面卡與該光電轉換單元相連，該低速I/O介面卡與該高速晶片相連，從而與該光電轉換單元相連。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之計算機數據傳輸系統，其中該計算機數據傳輸系統還包括與該CPU連接之記憶體，該CPU上集成有北橋晶片，該北橋晶片控制該記憶體。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之計算機數據傳輸系統，其中，該高速晶片形成有光電轉換模組，該光電轉換單元與該高速晶片之間傳輸光訊號。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之計算機數據傳輸系統，其中該高速晶片與該低速I/O介面卡之間傳輸電訊號。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之計算機數據傳輸系統，其中該高速I/O介面卡之數量為複數，該低速I/O介面卡之數量為複數。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之計算機數據傳輸系統，其中該CPU與該光電轉換單元之間藉由高速傳輸線相連，該CPU與該光電轉換單元之間傳輸電訊號。
  7. 一種計算機，其包括殼體、裝設於該殼體之I/O介面卡及主機板，其改良 在於：該主機板上集成有光電轉換單元，該光電轉換單元包括光電轉換模組，該I/O介面卡具有光電轉換模組，該光電轉換單元之光電轉換模組與該I/O介面卡之光電轉換模組均能實現光訊號輿電訊號之相互轉換以及發射與接收光訊號，該計算機還包括光纖，該光纖連接該光電轉換單元之光電轉換模組與該I/O介面卡之光電轉換模組，該主機板上還集成有高速晶片，該高速晶片與該光電轉換單元藉由光纖連接，該I/O介面卡包括高速I/O介面卡及低速I/O介面卡，該高速I/O介面卡與該光電轉換模組相連，該低速I/O介面卡與高速晶片相連，從而與該光電轉換單元相連。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之計算機，其中該主機板上集成有CPU，該光電轉換單元與該CPU相連。
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