CN101573646B - 裂口插座光互连 - Google Patents
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Abstract
公开了一种裂口微处理器插座,其提供在微处理器插座的外边缘处生成的凹腔。可以将光模块装配在凹腔中,从而直接向插座提供光纤或波导连接。这种与微处理器靠近封装的低成本光互连可以减轻与常规电连接相关的带宽限制。
Description
技术领域
本发明的实施例涉及插座,更具体而言涉及具有光互连的微处理器插座。
背景技术
自从有了个人计算机(PC)以来,微处理器就是通过插座与系统母板接口相连的。插座的用途是提供微处理器和母板之间的电连接,同时还允许不用工具进行安装,拆除和更换微处理器而不造成损伤。
由于微处理器速度持续在提高,对插座的要求变得越来越有挑战性。受到更小硅特征的漏电流增大、升降频率需要更大动态电流以及在单个封装之内包括多个内核等因素的驱动,功耗持续趋于增大。同时,支持必要的高速信令所需的插座带宽也在迅速提高。
当前使用的很多微处理器插座是在管脚阵列(PGA)架构周围构建的。在这里,将处理器下侧上的管脚插入插座中,通常是无插拔力(ZIF)。新开发的插座设计使用了平面栅格阵列(LGA),其中,管脚在插座一侧上并与处理器上的焊盘接触。于是,电源和电信号可以经插座在微处理器和母板之间通过。
电互连可能有其局限性。例如,即使在6.4吉比特/秒(Gb/s)的带宽下,当前规划的通用系统接口(CSI)协议链路的电实施也可能在带宽距离积方面受到限制。尤其是CSI允许微处理器内核彼此直接通信。当前,通过减小多处理器系统中微处理器的距离或限制系统带宽来解决基于可买到的部件和材料的电通道带宽距离积不足而带来的局限。不过,这是一种不能持续的趋势,希望有一种更好的方案。
附图说明
图1是根据一个实施例的微处理器裂口(split)插座的俯视图和截面图;
图2是包括装配到凹腔中的光模块的微处理器裂口插座的截面图;
图3是具有微处理器封装的微处理器裂口插座的截面图;
图4是在微处理器封装和光模块之间的接口处具有电源连接管脚的微处理器裂口插座的截面图;
图5是在光模块下方具有电源连接器的微处理器裂口插座的截面图;
图6是具有侧电源连接器的微处理器裂口插座的截面图;以及
图7是根据一个实施例与裂口插座设计兼容的光模块范例。
具体实施方式
由于光互连提供了改善的信道带宽,所以与微处理器靠近封装的低成本光互连可以减轻电气系统的限制。公开了一种裂口插座,其提供至少一个在微处理器插座的外边缘处生成的凹腔。可以将光模块装配在凹腔中,从而直接向插座提供光纤或波导连接。
现在参考图1,示出了根据本发明实施例的插座的俯视图和沿线1-1’所取的截面图。插座100被安装到母板102上。可以通过焊球104或任何适当方法在两者之间提供电和/或机械连接。可以提供管脚105用于以后与微处理器封装连接。可以在插座100的一个边缘形成凹腔106。可以设定凹腔106的尺寸以容纳例如光模块。凹腔106被图示为大致矩形形状,但根据其要容纳的模块尺寸,可以将其形成不同的形状或尺寸。
在该范例中,在微处理器插座100的外边缘生成大致4.2mm深的凹腔106。可以在制造插座体100时通过精密模制来形成这一凹腔。可以利用凹腔侧壁的设计使光模块能够与LGA微处理器封装横向对准。
图2-6示出了本发明的各实施例。如上文参考图1和2所述那样,用类似附图标记表示类似部分,不一定对它们再次描述,以免重复。
如图2所示,可以将柔顺(compliant)元件200(例如弹性体)、光模块202、光波导阵列或光纤阵列203以及高密度高速连接器204装配到凹腔106中。高速连接器204可以是两次压缩连接器(例如来自AmphenolInterCon)或RP型互连器(即低压缩负载连接器,例如由制造,包括由聚酰亚胺膜保持在正确位置的导电弹性体管脚阵列)。
如图3所示,微处理器封装300可以包括衬底302以及容纳微处理器管芯304的集成散热器(IHS)306。可以将微处理器封装300放置在插座100中,然后关闭插座盖(未示出)以向IHS306并从而向微处理器封装300施加负荷308。可以通过在光模块202的“顶部”和微处理器封装300的底部(焊点侧)之间生成的接触传输电信号。
光模块202应具有小的竖直尺度(在微处理器封装的遮蔽下,大约为1-2mm)。无需横向将光模块202限制到微处理器封装300的遮蔽中。光模块202可以从微处理器封装300下方“伸出”,例如,以便为光模块202之内的电/光电部件腾出空间。在这种情况下,在微处理器遮蔽以内将保持小竖直尺度,但之外未必是这样。
在技术方面,光模块202不受本实施方式限制,这允许对其光学性能进行模块化升级并能随着时间推移改善成本和性能。在一种实施方式中,光模块可以是具有通孔和硅帽的硅光具座。
可以通过几种方式向低尺度光模块202供电。参考图4-6,给出了三种可能选择。
如图4所示,可以从封装300通过高速连接器204提供管脚400或类似的电接触。可以从母板102,通过插座100和封装300,然后通过管脚400,将电源引入光模块202中。
如图5所示,通过用也可能有些弹性的连接器500替换柔顺元件200(图2),可以从母板102直接向光模块202的“底部”供电。
在备选设置中,如图6所示,可以通过光模块202边缘的侧电源连接器600供电,侧电源连接器可能有集成到光模块202中的可插拔连接器600。
参考图7,示出了光模块202的一个范例。当然,术语光模块202也意在包括光电模块,因为通常光部件和电子部件都包括在该模块中。如图所示,可以利用硅光具座技术制造低尺度光模块202。可以将光纤203与镜片704对准,以向或从诸如垂直腔面发射激光器或PIN二极管700的电子器件引导光。也可以包括光封装通用的其他电子线路,例如互阻抗放大器(TIA)/限制输入放大器(LIA)或驱动器702。可以提供通孔706以实现到电子器件702的电连接。
可以将电子器件集成到模块中或在外部提供,例如可能提供在已封装的微处理器中。光部件也可以与图示的那些不同。例如,边发射激光器或基于波导的调制器也可以提供相同功能。
在减小链路长度方面,诸如本文所述的光互连的低成本光互连相对于当前的方案可以具有很大优点。这可以允许需要更高性能的用户获得这种性能而仅使复杂性增加很少,甚至通过简单地更换板子上的插座来在今后升级性能。带宽距离积增大会允许生成新颖的系统架构,因为在给定带宽处可达到的距离可以大大提升(从大约0.5米到大约30米)。
尽管所提出的实施涉及微处理器插座,但可以容易地将其用于非微处理器集成电路(IC),例如输入/输出(I/O)集线器装置或芯片组方案。
对本发明图示实施例的以上描述,包括在摘要中描述的内容,并非意在穷举或将本发明限制在所披露的精确形式。尽管在此为了例示的目的描述了本发明的具体实施例及其范例,但如本领域的技术人员将认识到的,在本发明的范围内各种等价的修改都是可能的。
可以依据以上详细描述对本发明做出这些修改。以下权利要求中使用的术语不应被视为将本发明限制到说明书和权利要求中披露的具体实施例。相反,本发明的范围完全由以下权利要求决定,应根据权利要求法律解释的成熟学说来解释如下权利要求。
Claims (17)
1.一种向插座提供光连接的设备,包括:
插座,将安装在所述插座上的电子封装连接到板子;
形成于所述插座边缘的凹腔;以及
装配在所述凹腔之内的光模块,所述光模块提供通往所述插座的光连接。
2.根据权利要求1所述的设备,其中,所述插座包括平面栅格阵列(LGA)插座。
3.根据权利要求1所述的设备,还包括:
高速连接器,用于提供所述光模块和所述电子封装之间的电连接;以及
所述板子和所述光模块之间的柔顺元件。
4.根据权利要求1所述的设备,还包括:
电源连接管脚,用于连接所述电子封装和所述光模块。
5.根据权利要求1所述的设备,还包括:
电源连接器,位于所述光模块下方的所述板子上。
6.根据权利要求5所述的设备,其中,所述电源连接器具有柔顺性质。
7.根据权利要求1所述的设备,还包括:
侧电源连接器,用于向所述光模块供电。
8.根据权利要求1所述的设备,其中,所述板子包括母板,且所述电子封装包括微处理器封装。
9.一种用于向微处理器封装插座提供光连接的方法,其包括:
在微处理器封装插座的边缘中形成凹腔;
将光模块装配在所述凹腔中;
将微处理器封装安装到所述插座;以及
向所述微处理器封装的顶部施加机械负荷。
10.根据权利要求9所述的方法,还包括:
将所述插座附着到母板。
11.根据权利要求10所述的方法,还包括:
在所述光模块和所述母板之间放置柔顺元件。
12.根据权利要求11所述的方法,还包括:
在所述光模块和所述微处理器封装之间放置高速连接器。
13.一种向插座提供光连接的系统,包括:
母板;
连接到所述母板的插座,所述插座具有在一个或多个边缘上生成的裂口,以形成凹腔;
装配在所述凹腔之内的光模块,以提供通往所述插座的光连接;以及
安装在所述插座上的微处理器封装。
14.根据权利要求13所述的系统,还包括:
电源连接管脚,用于连接所述微处理器封装和所述光模块。
15.根据权利要求13所述的系统,还包括:
电源连接器,位于所述光模块下方的所述母板上。
16.根据权利要求15所述的系统,其中,所述电源连接器具有柔顺性质。
17.根据权利要求13所述的系统,还包括:
侧电源连接器,用于向所述光模块供电。
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