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英特爾發(fā)布首款全集成光學(xué)I/O芯粒(Chiplet)

摘要:英特爾發(fā)布首款全集成光學(xué)I/O芯粒(Chiplet),有望推動(dòng)AI基礎設施變革性高速率數據處理

英特爾光計算互聯(lián)芯粒(Chiplet)有望推動(dòng)AI基礎設施變革性高速率數據處理

  ICC訊 英特爾(Intel)高速數據傳輸應用集成光子技術(shù)取得了具有革命性意義的里程碑式突破。在OFC 2024上,英特爾集成光子解決方案(IPS)集團推出了業(yè)界最先進(jìn)且第一個(gè)與英特爾CPU共同封裝并傳輸實(shí)時(shí)數據的全集成光學(xué)計算互連(OCI)芯片。英特爾OCI芯片通過(guò)在數據中心和高性能計算(HPC)應用的人工智能基礎設施中實(shí)現共封裝(CPO)的光學(xué)輸入/輸出(I/O),在高帶寬互連方面實(shí)現了巨大飛躍。

  集成光子解決方案集團產(chǎn)品管理與戰略高級總監Thomas Liljeberg表示:“服務(wù)器持續增長(cháng)的數據流量正在考驗當今數據中心基礎設施的能力,當前的解決方案正迅速接近電氣I/O性能的實(shí)際極限。然而,英特爾的開(kāi)創(chuàng )性成果使客戶(hù)能夠將共封裝(CPO)硅光子互連解決方案無(wú)縫集成到下一代計算系統中。OCI Chiplet提高了帶寬,降低了功耗并增加了傳輸距離,使機器學(xué)習工作負載加速,有望徹底改變高性能人工智能基礎設施?!?

  第一款OCI芯片旨在支持在100米光纖單方向32Gbps速率的64通道傳輸,有望將滿(mǎn)足人工智能基礎設施對更高帶寬、更低功耗和更長(cháng)傳輸距離的需求。它支持CPU/GPU集群連接和新型計算架構的未來(lái)可擴展性,包括相干內存擴展和資源分解。

  基于人工智能的應用場(chǎng)景在全球范圍內的廣泛部署,大型語(yǔ)言模型(LLM)和生成式人工智能的最新發(fā)展正在加速這一趨勢。更大、更高效的機器學(xué)習(ML)模型將在解決人工智能加速工作負載的新需求方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。未來(lái)AI計算平臺的擴展需求正在推動(dòng)I/O帶寬的指數級增長(cháng)和更長(cháng)的覆蓋范圍,以支持更大的處理單元(CPU/GPU/IPU)集群和具有更高效資源利用的架構,例如xPU分解和內存池。

  電氣I/O(即銅纜連接)提供高帶寬密度和低功耗,但僅支持1米甚至更短的傳輸距離。數據中心和早期人工智能集群中使用的可插拔光模塊可以在成本和功率水平上增加覆蓋范圍,但這在人工智能工作負載的擴展要求下是不可持續的。協(xié)封裝的xPU光I/O解決方案可以支持更高的帶寬,提高功率效率,低延遲和更長(cháng)的覆蓋范圍-這正是AI/ML基礎設施擴展所需要的。

  例如,用CPU和GPU中的光學(xué)I/O取代電氣I/O來(lái)傳輸數據,就像從使用容量和范圍有限的馬車(chē)來(lái)分發(fā)貨物,到使用可以在更遠的距離上運送大量貨物的汽車(chē)和卡車(chē)。其升級性能和能源成本是光學(xué)I/O解決方案(如英特爾的OCI芯片)為人工智能擴展所創(chuàng )造的價(jià)值。

  英特爾公司集成光子學(xué)解決方案(IPS)組展示了業(yè)界首個(gè)與英特爾CPU共封裝并運行實(shí)時(shí)數據的全集成光計算互連(OCI)芯片??稍谛屡d的AI基礎設施中為數據中心和高性能計算應用提供共封裝光輸入/輸出。(資料來(lái)源:英特爾公司)

  全集成OCI芯片利用英特爾經(jīng)過(guò)現場(chǎng)驗證的硅光子技術(shù),將硅光子集成電路(PIC)與電子IC集成在一起,其中包括片上激光器和光放大器。OFC上展示的OCI芯片與英特爾CPU共封裝,但也可以與下一代CPU、GPU、IPU和其他片上系統(SOC)集成。

  首款OCI芯片實(shí)現支持4Tbps的雙向數據傳輸,與外部組件互連express (PCIe) Gen5兼容?,F場(chǎng)光學(xué)鏈路演示展示了兩個(gè)CPU平臺之間通過(guò)單模光纖(SMF)跳線(xiàn)的Tx端和Rx端連接。CPU生成并測量了光學(xué)誤碼率(BER),演示展示了在單根光纖上200GHz間隔的8個(gè)波長(cháng)的Tx頻譜,以及32 Gbps的Tx眼圖,證明了優(yōu)秀的信號質(zhì)量。

  目前的芯片支持64*32Gbps通道,每個(gè)方向傳輸100米(盡管由于飛行時(shí)間延遲,實(shí)際應用可能限制在幾十米),利用8對光纖,每對光纖傳輸8個(gè)密集波分復用(DWDM)波長(cháng)。這種共封裝解決方案也非常節能,與可插拔的光收發(fā)模塊相比,每比特的功耗僅為5pJ。這種超高效率對于數據中心和高性能計算環(huán)境至關(guān)重要,可以幫助解決人工智能不可持續的電力需求。

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