эти два дня Intel Компания находится в “HotChips 2024” представила свой «4Tb/s Optical Compute Interconnect Chiplet for XPU - to - XPU Связь». Переведено ”используется для XPU приезжать XPU подключен 4Tb/s Оптический вычислительный чип“。

Сегодня я хотел бы поделиться им с вами. Содержание очень богатое, охватывающее CPO/OCI и т. д. Стоит прочитать!

Во-первых, в статье на странице 1 текста кратко представлено преобразование оптической связи из связи на большие расстояния в линии связи на короткие расстояния с гораздо более высокой плотностью.

В эпоху телекоммуникаций оптическая связь характеризуется передачей на большие расстояния с использованием оптических волокон с низкими потерями (до сотен километров), в сочетании с волоконными усилителями (C-диапазон), с использованием дискретных оптических узлов и в значительной степени полагаясь на цифровой сигнал. обработка (ЦСП).

Вступление в эпоху передачи данных, стремление к низкому энергопотреблению, использование интегрированной фотоники (кремниевая фотоника), отказ от оптических усилителей, сокращение функций DSP, использование прямого обнаружения модуляции интенсивности, IMDD, и его конечная цель - устранить DSP (например, LPO, ЦПО).

В это время требуется потребление энергии на бит <30pJ,Расстояние передачи короче（<2km）,Достижение высокой плотности полосы пропускания（>1Tbps/mm береговая линия).

иприжатьез AI В эту эпоху требования к оптической связи еще больше возросли, а требования к потреблению энергии на бит возросли. < 5pJ,И обеспечить расстояние передачи на уровне стойки（<100m）,Большая емкость требует более крупной интегрированной фотоники (плотное мультиплексирование с разделением по длине волны).,DWDM）,а Также Расширенная упаковка.

Далее следует максимальный охват, а также плотность и эффективность. Как видно из диаграммы, разные технологии межсоединений имеют разную скорость передачи данных на разных расстояниях. Совмещенная оптика (CPO) предназначена для сетевых приложений, а оптическое вычислительное соединение (OCI) — для вычислительных фабрик.

Что касается случаев применения, коинкапсуляция Ethernet «Ethernet CPO» в основном используется в коммутаторах, которые могут снизить энергопотребление и стоимость по сравнению с подключаемыми устройствами, но должны соответствовать стандартам и взаимодействовать с устаревшим оборудованием, а также с высокой плотностью полосы пропускания. требующие нечувствительности к задержкам.

Половина презентации на предыдущей странице была посвящена объяснению того, что существуют физические и пакетные ограничения, связанные с медными межсоединениями, и что оптоволоконные сети могут облегчить эти ограничения за счет расширения дальности связи.

Хотя OCI пропорционально подходит для вычислительных фабрик, более новыми вариантами использования являются Compute Fabric Interconnect, такие как AI/ML и декомпозиция ресурсов.

Для Compute Fabric Interconnect альтернативой является медь, но в настоящее время не существует оптического стандарта. Compute Fabric требует более высокой плотности полосы пропускания, большего расстояния передачи для поддержки более крупных кластеров и низкого энергопотребления для достижения такой же или лучшей задержки.

В то же время существующие стойки развиваются в сторону декомпозированных стоек с целью реализации объединения и комбинирования ресурсов. Эта возможность компоновки выходит за рамки ограничений металлических серверов. Характеристики декомпозиции ресурсов включают отсутствие ограничений инкапсуляции/подключения, что позволяет освободить ресурсы; чувствительность к задержкам и низкое энергопотребление;

OCI Вектор расширения и ключевые показатели производительности включают плотность полосы пропускания, стоимость электроэнергии, задержку и т. д. Каждое оптическое волокно должно достигать места проживания. 2 Тбит/с, плотность полосы пропускания больше, чем 1,5 Тбит/с/мм, потребление энергии на бит меньше, чем 3,5 п Дж, снижение мощности 80% выше, задержка меньше, чем 10ns Плюс время на переезд.

Следующее правильно CPO существовать Ethernet и Compute Сравнение приложений объясняет различия в оптике их совместной упаковки. Эта страница PPT Основной смысл заключается в ”Разные потребности определяют разные архитектуры и решения».

Давайте подробнее рассмотрим, что описано в PPT.

приезжать в фильм, Ethernet Существующая технология для сетей Ethernet представляет собой подключаемую оптику, типичный вариант использования — для коммутатора. NIC Обычное расстояние передачи может достигать нескольких километров, а типичная задержка превышает 100 Наносекунда,FEC для KP,Светинтерфейсстандартныйдля MSA 20nm O группа FR 100 и 200Gb/s PAM4, стандарт хост-интерфейса IEEE/OIF。

и Compute Существующая технология расчета подключений Cu SERDES интерфейс (например, PCle/CXL), расширение типичных вариантов использования вычислительной структуры / Сокращение, разложение ресурсов / Объединение, типичное расстояние передачи до 100 метров, типичная задержка составляет менее 10 Наносекунда, FEC для Нет или легкий FEC, стандарт оптического интерфейса еще не определен, MSA Новые стандартыдля 100s GHz 16 - 64Gb/s NRZ Более популярен, чем стандарт Хозяининтерфейса. UCle/PCI - SIG。

Однако текущая сеть Ethernet CPO все ещесуществоватьв ходе выполнения。

существовать ”OCI Расширенные векторы и основные показатели эффективности» По аспектам нам представлен следующий контент:

OCI Вектор расширения и ключевые показатели производительности включают плотность полосы пропускания, стоимость электроэнергии, задержку и т. д. Каждое оптическое волокно должно достигать места проживания. 2 Тбит/с, плотность полосы пропускания больше, чем 1,5 Тбит/с/мм, потребление энергии на бит меньше, чем 3,5 п Дж, снижение затрат 80% , задержка меньше 10ns Плюс время на переезд.

Суммируя,Оптическое соединение вычислений должно снизить энергопотребление, стоимость и задержку. в то же время,Также необходимо обеспечить большую пропускную способность и плотность.

Intel имеет плитку OCI со встроенной плиткой PIC для оптической части и плиткой EIC для электрической части. Подключение к хосту может быть прямым или через UCIe, через прямой привод или Universal Chip Interconnect к пакету.

Этот метод характеризуется существованием фотонов, интегрированным контуром, интегрированным дополнительными функциями.,Гетерогенный интегрированный через передовую упаковку,并将Свет学引擎и Хозяинближеинтегрированный。Должениспользуется для вызывается при использовании в веб-приложениях CPO,отвечатьиспользуется для вызывается при расчете структуры OCI。

CPO Способ подключения включает высокоскоростной Серийный и wide-slow D2D Существует два типа интерфейсов.

High-Speed последовательный режимсуществовать Хозяинначальствоиспользоватьспецифический Serdes,и D2D В интерфейсосуществовать есть специально построенные и оптимизированные чипы. Сердес и: D2D Плотность полосы пропускания интерфейса и энергоэффективность выше. Однако D2D Экосистема интерфейса еще не развита.

Следующий шаг эквивалентен входу в тему данного обмена.：OCI 4 Тбит/с и обзор системы!以下是 Intel использовать 4Tbps OCI упрощенная модель.

4Tbps OCI Возможность реализовать стандарт легкого подключения, подключенияприезжать вычислительную платформу в рамках существующей вычислительной экосистемы. I/O порт, по хосту PCIe5（и UPI）SERDES Прямой привод без синхронизации, широкая полоса пропускания в каждом направлении 2 Тбит/с, следующее поколение PCIe6 Соединение обеспечивает поддержку будущей совместной оптимизации проектов параллельных интерфейсов.

Вот подробный обзор того, как это работает. Это очень похоже на некоторые другие разработки Intel в области кремниевой фотоники.

То, что заявлено, 4Tb/s（8Tb/s Двунаправленная кремниевая фотонная схема поддерживает параллельный и последовательный Хозяининтерфейс, оптимизированный по мощности и размеру, основанный на высокой емкости. SiPh Платформа, включающая такие компоненты, как кольцевые модуляторы, лазеры и германиевые фотодетекторы, соединена определенным образом.

Intel продвигает интегрированные лазеры. существованиемного Ethernet CPO В разработке,Лазер представляет собой отдельный подключаемый оптический модуль. Интел сказал,Было продано миллионы этих лазеров.,Таким образом, у него есть много данных о надежности и методов тестирования, позволяющих делать это в больших масштабах.

интегрированный III - Vs существующие имеют важное значение с точки зрения производительности, стоимости и надежности. Благодаря строгим испытаниям и технологиям достигается контроль изменений длины волны и снижение затрат. также Повышение надежности.

существовать Инкапсуляцияиплатформаинтегрированныйаспект,Презентация интегрированного корпуса концепции CPU упаковано с OCI,включать Gen5/CXL2 Ссылки и другая конкретная информация.

Это связано с OCI Комбинированные оптические устройства. этот 64 个通道соединятьприезжатьсоединятьприезжать Свет纤跳线的单模Свет纤。

ниже PPT Показано 8 Результаты интегрированного лазерного спектра по длине волны, вы можете увидеть однородность его выходной мощности для положительных и отрицательных значений. 0,7 д Бм, равномерность расстояния между длинами волн плюс или минус 15GHz。

Снова показано измерение диаграммы направленности выходного сигнала передатчика, скорость передачи данных равна 32Gb/s,Однако конкретная информация о глазковой диаграмме несуществоватьупоминается в фильме。

Intel и продемонстрировано посредством экспериментов CPU приезжать CPU оптическая связь, впервые продемонстрированная посредством совместной упаковки OCI Оптоволокно CPU приезжать CPU Коммуникация, результаты экспериментов показывают OCI Приемник и связь работают хорошо.

наконец,Поговорим о будущем направлении тренда,Intel надеется на будущее расширение существования, позволяющее добиться более высоких скоростей передачи данных и большего количества длин волн.,В будущем его также можно расширить за счет предоставления большего количества оптоволоконных кабелей.,И архитектура также поддерживает более высокие скорости.

На протяжении многих лет Intel Компания занимается изучением chip-to-chip оптическое соединение. существуют В прошлом планировании, как Lightbender В таком проекте планируется участие 2025 - 2026 Запущен в HBM Маленький чип для достижения меньшего размера и меньшей мощности.

Говорят, что Intel остановила проект Lightbender?

Спасибо за чтение!