本文來自中國(guó)電子報(bào)、電子信息產(chǎn)業(yè)網(wǎng)，作者/張心怡。
隨著生成式人工智能快速升溫，AI相關(guān)應(yīng)用多點(diǎn)開花。而大體量的AIGC相關(guān)應(yīng)用，幾乎都植根于部署在數(shù)據(jù)中心的基座大模型或部署在服務(wù)器集群、邊緣服務(wù)器的模型。由于大模型的參數(shù)量大，無法用單個(gè)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)支撐，因此需要多個(gè)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)乃至多個(gè)機(jī)架連接組成的集群。無論是應(yīng)對(duì)大模型的高計(jì)算密度和高訪存量，還是更大規(guī)模的處理器集群和服務(wù)器集群的部署要求，都需要更高的I/O帶寬和更長(zhǎng)的傳輸距離，以解決設(shè)備內(nèi)部或設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸瓶頸。
在這種趨勢(shì)下，半導(dǎo)體企業(yè)陸續(xù)開展硅光子及共同封裝光學(xué)元件技術(shù)布局。顧名思義，硅光子技術(shù)集合了硅集成電路和半導(dǎo)體激光，用光學(xué)I/O取代電氣I/O進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。相比以銅線互聯(lián)的傳統(tǒng)電子產(chǎn)品，硅光子技術(shù)支持在較遠(yuǎn)距離實(shí)現(xiàn)更快的數(shù)據(jù)傳輸速度。
在近日舉辦的媒體活動(dòng)上，英特爾中國(guó)研究院院長(zhǎng)宋繼強(qiáng)介紹了英特爾在硅光集成技術(shù)的新進(jìn)展。在6月舉辦的2024年光纖通信大會(huì)期間，英特爾團(tuán)隊(duì)展示了完全集成的OCI（光學(xué)計(jì)算互連）芯粒，在AI基礎(chǔ)設(shè)施中實(shí)現(xiàn)了光學(xué)I/O共封裝。該芯粒目前單向支持64個(gè)32Gbps通道，傳輸距離達(dá)100米，有助于滿足AI基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)更高帶寬、更低功耗和更長(zhǎng)傳輸距離的需求。
據(jù)介紹，OCI芯粒主要由PIC（硅光子集成電路）和電子集成電路（EIC）組成。PIC包含帶有片上密集波分復(fù)用激光器，能夠在光纖上復(fù)用多個(gè)波長(zhǎng)的光，以及半導(dǎo)體光放大器，用于放大激光功率以滿足傳輸所需的質(zhì)量和距離。EIC主要用于控制硅光子集成電路和連接主機(jī)。這顆芯粒還可以和CPU、GPU，或SoC等計(jì)算部件封裝在一起，提升了可擴(kuò)展性和性能優(yōu)化空間。“未來基于OCI，能夠形成不同種類的計(jì)算+互連的芯片種類，適應(yīng)更多應(yīng)用場(chǎng)景。”宋繼強(qiáng)說。
宋繼強(qiáng)向記者表示，硅光集成技術(shù)有兩個(gè)優(yōu)勢(shì)。一是可以用半導(dǎo)體，特別是硅去發(fā)光和檢測(cè)光，這意味著其生產(chǎn)流程可以與硅工藝集成起來，二是大規(guī)模的集成電路，也就是基于硅片，將硅與非硅的晶體管或者是其他電路形式做大規(guī)模集成。而英特爾的差異化優(yōu)勢(shì)在于，將高頻率的激光發(fā)射器做在了晶圓上，再把硅的光放大器集成上去。這種片上激光器，不需要保持偏振光特性不變的專門光纖，用普通光纖即可傳輸，在提升集成度的同時(shí)降低了成本。
據(jù)悉，英特爾已出貨超過800萬(wàn)個(gè)硅光子集成電路。目前，英特爾OCI I/O接口芯粒實(shí)現(xiàn)了三個(gè)指標(biāo)：一是在一根光纖里，可以分為8個(gè)波段進(jìn)行穩(wěn)定的傳輸；二是在每一個(gè)波段實(shí)現(xiàn)了32Gbps的數(shù)據(jù)傳輸速率；三是可以將8對(duì)光纖同時(shí)放在一起，互相之間不影響。
宋繼強(qiáng)表示，未來將“迭代式穩(wěn)步”提升OCI的I/O能力，第一步是在保持8種不同光波段的情況下，將數(shù)據(jù)的傳輸速率提升到64Gbps，使傳輸速度來到4Tbps。第二步是把光變成16個(gè)波段，使傳輸速度來到8Tbps。未來將持續(xù)向上演進(jìn)，逐步提升帶寬能力。
