谷歌这颗芯片，革命网络

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Alphabet 的“登月工厂”（moonshot factory，也就是大家熟悉的X） 长期以来一直在其前沿项目中培养疯狂。也许最古怪的是 Loon，它旨在通过数百个高空飞行的气球提供互联网。Loon 最终从 X“毕业”，成为 Alphabet 的一个独立部门，后来其母公司认为这种商业模式根本行不通。到 2021 年气球爆破时，其中一名 Loon 工程师已经离开该项目，组建了一个专门从事数据传输连接的团队——即通过激光束提供高带宽互联网。想象一下没有电缆的光纤。

这不是一个新想法，但在过去几年里，Taara（X 项目的名称）一直在悄悄完善现实世界的实现。现在，Alphabet 正在推出其新一代技术——芯片。该公司表示，这不仅将使 Taara 成为提供高速互联网的可行选择，而且可能开启一个新时代，在这个时代，光可以完成当今无线电波的大部分工作，而且速度更快。

领导 Taara 项目的前 Loon 工程师是 Mahesh Krishnaswamy。自从他在家乡印度金奈上学时第一次上网（他必须去美国大使馆才能使用电脑）以来，他就一直痴迷于连通性。“从那时起，我就把找到让像我这样的人上网的方法作为我一生的使命，”他在加利福尼亚州山景城的 X 总部告诉我。他来到美国，在苹果公司工作，之后于 2013 年加入谷歌。在那里，他第一次有了利用光进行互联网连接的动机——不是用于向地面站传输数据，而是用于气球之间的高速数据传输。Krishnaswamy 于 2016 年离开 Loon，组建了一支名为 Taara 的团队来开发这项技术。

我向 Krishnaswamy 提出的一个问题是，谁需要它？在 2010 年代，谷歌和 Facebook 等公司大肆尝试通过 Loon 和高空无人机等疯狂项目连接“下一个十亿用户”。（Facebook 甚至研究了 Taara 的核心理念——“不可见的光束……传输数据的速度比当前版本快 10 倍”，

正如2016 年所写，马克·扎克伯格在 2018 年悄悄关闭了该项目。但现在，通过各种方法，世界上更多的人可以连接起来。这是 X 结束 Loon 项目的原因之一。最引人注目的是，埃隆·马斯克的 Starlink 可以为世界任何地方提供互联网，而亚马逊正在计划一个名为 Kuiper 的竞争对手。

但Krishnaswamy表示，全球连通性问题远未解决。“如今，仍有大约 30 亿人无法上网，迫切需要让他们上网，”他说。此外，包括美国在内的许多人的网速甚至无法支持流媒体。至于 Starlink，他说，在人口密集的地区，许多人必须共享传输，每个人获得的带宽更少，网速更慢。“我们可以为最终用户提供比典型 Starlink 天线多 10 倍甚至 100 倍的带宽，而且成本只是后者的一小部分，”他声称，尽管他似乎指的是 Taara 的未来能力，而不是其当前状态。

过去几年，Taara 在将其技术应用于现实世界方面取得了进展。Taara 的“light bridges”（光桥）不是从太空发射，而是在地球上，它们大约有交通信号灯那么大。正如 X 的“登月计划队长”阿斯特罗·泰勒所说，“只要这两个盒子可以互相看到，就可以获得每秒 20 千兆比特的速度，相当于一根光缆，而无需铺设光缆。”光桥拥有复杂的万向节、镜子和镜头，可以瞄准正确的位置建立和保持连接。该团队已经想出了如何补偿潜在的视线中断，如鸟类飞行、雨水和风。（雾是最大的障碍。）一旦从光桥到光桥的高速传输完成，提供商仍然必须使用传统方式将比特从桥传输到手机或计算机。

Taara 现在已开展商业运营，业务遍及十多个国家。它的成功之一是跨越刚果河。一边是布拉柴维尔，那里有直接光纤连接。另一边是金沙萨，那里的互联网费用曾经是刚果河的五倍。横跨 5 公里水道的 Taara 光桥为金沙萨提供了几乎同样便宜的互联网。Taara 还用于 2024 年科切拉音乐节，增强了原本不堪重负的蜂窝网络。谷歌本身正在使用光桥为其新 Bayview 园区的一栋建筑提供高速带宽，而在该园区，很难延伸光纤电缆。

阿卜杜拉国王科技大学教授 Mohamed-Slim Alouini 在光学领域工作了十年，他将 Taara 描述为无光纤光学的“法拉利”。“它快速可靠，但价格相当昂贵。”他说，他花了大约 30,000 美元从 Alphabet 购买了最后一个光桥装置进行测试。

随着 Taara 第二代产品的推出，这种情况可能会有所改变。Taara 的工程师们利用创新的光增强解决方案创造了一种硅光子芯片，它不仅可以将光桥中的小器件缩小到指甲盖大小——用固态电路取代机械万向架和昂贵的镜子——而且最终将允许单个激光发射器与多个接收器配对。泰勒说，Taara 的技术可能会引发我们在数据存储从磁带驱动器转移到磁盘驱动器再到我们当前的固态设备时所看到的那种转变。

具体而言，谷歌的Taara 项目本质上是一种硅光子芯片，利用光在空中传输高速数据。这个版本被称为 Taara Lightbridge，它使用软件来控制、跟踪和校正光束，无需笨重的移动部件，所有这一切都在一个指甲盖大小的封装中完成。

Taara 利用非常窄的不可见光束以高达 20 千兆位每秒 (Gbps) 的速度传输数据，传输距离可达 12.4 英里（20 公里）。实现这一目标需要数百个微型光发射器，通过使用软件控制每个光发射器的发光时间，工程师可以操纵光的波前并将其引导到需要去的地方。Moonshot Factory 实验室的团队使用两个 Taara 芯片成功地在室外 0.62 英里（1 公里）的距离内以 10 Gbps（千兆位每秒）的速度传输数据。

短期内，Teller和Krishnaswamy希望看到 Taara 技术在光纤不可用时提供高带宽互联网。一个用例是向近海岛屿社区提供精英连接。或者在自然灾害后提供高速互联网。但他们也有更雄心勃勃的梦想。Teller和Krishnaswamy认为 6G 可能是使用无线电波的最后一次迭代。他们说，我们在电磁频谱上遇到了瓶颈。传统的无线电频段拥挤不堪，可用带宽不足，这更难满足我们对快速、可靠连接的日益增长的需求。“我们有一个庞大的全球行业，即将经历一场非常复杂的变革，”Teller说。在他看来，答案是光——他认为这可能是 7G 的关键要素。（你认为 5G 的炒作很糟糕？等着瞧吧。）

Alouini 教授同意这一观点。“我们这些在这个领域工作的人完全相信，由于频谱越来越拥挤，我们最终将需要依赖光学技术，”他说。Teller设想，数千个 Taara 芯片将出现在网状网络中，向手机、数据中心和自动驾驶汽车等所有领域发射光束。“因此，如果你购买了它，那将是一件大事，”他说。

如果泰勒关于无处不在的光的预测成真，Taara 将处于一个非常有利的位置，可以利用这一爆炸式增长。但这不会发生在 X 内部，甚至不会发生在 Alphabet 内部。当我向 Krishnaswamy 施压时，他承认 Taara 将“很快”从 X“毕业”。它不会像前 X 毕业生 Waymo 那样成为 Alphabet 内部的一个单独“赌注”。相反，它将由外部投资者资助，Alphabet 将保留大量股份。

我报道过 X 的许多项目，我了解到，某一刻对产品潜力的欣喜若狂的声音可能会在几年后悄然关闭。这是 X 商业模式的一部分，其计算中已经包含了失败。但对于 Taara，尤其是它的第二代产品，泰勒说成功是底线，而天花板比那些现已被丢弃的 Loon 气球还要高。“还有很多未知数，但如果它不能成为一门成功的生意，我会大吃一惊，”他说。他说，唯一的问题是它能做多大。这话说得像一个真正的登月计划队长。

Taara 芯片简介

Taara 的旅程始于一个大胆的问题：我们能否利用光速传输数据而无需电缆？过去七年来，我的团队一直致力于利用光束提供充足、快速、实惠的互联网连接。从内罗毕的繁华街道到横跨世界上最深河流的城市，Taara 的无线光通信链路为偏远、成本过高或地理位置过于困难而无法使用传统连接解决方案的社区提供了类似光纤的速度。

从一开始，我们就致力于降低 Taara 技术的成本和复杂性，让更多人享受到基于光的通信的好处。今天，我很高兴与大家分享一个重要的里程碑：我们的下一代 Taara 芯片。

我们的硅光子芯片利用光在空中传输高速数据。我们的第一代技术 Taara Lightbridge 使用镜子、传感器和硬件系统物理地控制光线，而这款新芯片则使用软件来控制、跟踪和校正光束，而无需笨重的移动部件。我们采用了 Taara Lightbridge 的大部分核心功能（其大小与交通信号灯相当），并将其缩小到指甲盖大小。

世界正面临数据连接的关键转折点。随着全球数据需求激增（从流媒体服务到人工智能应用），我们现有基础设施的容量难以跟上步伐。

光纤是高速连接的黄金标准，但它往往并不适用，因为它成本高昂、不切实际或地理位置上不可行。与此同时，我们在电磁频谱上遇到了瓶颈：传统无线电频段拥塞，可用带宽不足，这使得支持 5G 扩展和满足我们对快速、可靠连接日益增长的需求变得更加困难。

这正是 Taara 的用武之地。我们的技术在光领域运行，带宽几乎是无限的。就像传统光纤使用光通过地下电缆传输数据一样，Taara 使用非常窄的不可见光束以高达 20 千兆位每秒 (Gbps) 的速度传输数据，传输距离可达 20 公里。

当我们开发 Taara Lightbridge 时，我们创造了一种在两个设备之间发送光束以建立链接的新方法。我们使用镜子、传感器、精密光学器件和智能软件系统，以机械方式将光束对准所需的准确位置。当两束光束找到彼此时，它们会锁定在一起以形成安全链接来传输数据。这些设备可以在数小时内安装完成，而不是像铺设光纤那样需要几天、几个月甚至几年的时间。

Taara Lightbridge 以物理方式控制光线，而借助 Taara 芯片，我们去掉了许多机械部件，并设计了用于自动光束控制的固态解决方案。这项创新的核心是光学相控阵，这是一种先进的系统，可以非常精确地控制、跟踪和校正光线。每个 Taara 芯片上都有数百个微小的发光器。通过使用软件来控制每个发光器发光的时间，我们可以操纵光的波前并将其引导到需要去的地方。

在 Moonshot Factory 实验室的测试中，我们的团队使用两个 Taara 芯片成功在室外 1 公里的距离内以 10 Gbps（千兆位/秒）的速度传输数据。我们认为这是硅光子芯片首次在室外如此远的距离内传输如此高容量的数据。而这仅仅是个开始。我们计划通过创建具有数千个发射器的迭代来扩展芯片的范围和容量。

我们的团队设想未来连接不再受线缆或成本限制。通过大幅减少系统规模和复杂性，我们的目标是最终大幅降低连接成本，在行业内形成网络效应。

先进的半导体工艺的融合，以及我们在十多个国家部署数百个链路的经验，为我们提供了重新思考连通性的千载难逢的机会。

通过使用部署在全球网状网络中的芯片，我们看到了将高速互联网带入服务欠缺地区的机遇，重新思考数据中心的构建和运营方式，为自动驾驶汽车提供更快、更安全的通信，等等。可能性就像光一样无限。

我们的团队目前正在构建 Taara 的下一代芯片，该芯片将于 2026 年在 Taara 的下一个产品中推出。

https://www.wired.com/story/plaintext-google-taara-chip-internet-by-light/

https://x.company/blog/posts/taara-chip/

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