Intel демонстрирует первый полностью интегрированный чиплет оптического ввода-вывода

2024-06-27T11:51:55+03:00

Intel демонстрирует первый полностью интегрированный чиплет оптического ввода-вывода. Что нового: Корпорация Intel достигла революционной вехи в разработке интегрированной фотонной технологии для высокоскоростной передачи данных. На конференции по оптоволоконной связи (OFC) 2024 группа Intel Integrated Photonics Solutions (IPS) продемонстрировала самый передовой и первый в отрасли полностью интегрированный чиплет оптического вычислительного соединения (OCI), совмещенный с процессором Intel и работающий с данными в реальном времени. Чипсет Intel OCI представляет собой шаг вперед в области высокоскоростных межсоединений, обеспечивая возможность совместного оптического ввода-вывода (I/O) в развивающейся инфраструктуре искусственного интеллекта для центров обработки данных и приложений высокопроизводительных вычислений (HPC). «Постоянно растущее перемещение данных с сервера на сервер ограничивает возможности современной инфраструктуры центров обработки данных, а текущие решения быстро приближаются к практическим пределам производительности электрического ввода-вывода. Однако новаторское достижение Intel дает клиентам возможность беспрепятственно интегрировать совместные Комплексные решения на основе кремниевой фотоники соединяют вычислительные системы следующего поколения. Наш чипсет OCI повышает пропускную способность, снижает энергопотребление и расширяет охват, обеспечивая ускорение рабочих нагрузок машинного обучения, что обещает совершить революцию в высокопроизводительной инфраструктуре искусственного интеллекта». --Томас Лильеберг, старший директор по управлению продукцией и стратегии группы Integrated Photonics Solutions (IPS) Что он делает: Этот первый чиплет OCI предназначен для поддержки 64 каналов передачи данных со скоростью 32 гигабита в секунду (Гбит/с) в каждом направлении на оптоволокне длиной до 100 метров и, как ожидается, удовлетворит растущие потребности инфраструктуры ИИ в более высокой пропускной способности, более низком энергопотреблении и большей дальности. Он обеспечивает будущую масштабируемость кластерного соединения ЦП/ГП и новые вычислительные архитектуры, включая когерентное расширение памяти и дезагрегацию ресурсов. Почему это важно: приложения на основе ИИ все чаще развертываются во всем мире, а недавние разработки в области моделей больших языков (LLM) и генеративного ИИ ускоряют эту тенденцию. Более крупные и эффективные модели машинного обучения (МО) будут играть ключевую роль в удовлетворении растущих требований рабочих нагрузок по ускорению ИИ. Необходимость масштабирования будущих вычислительных платформ для искусственного интеллекта приводит к экспоненциальному росту пропускной способности ввода-вывода и расширению возможностей поддержки кластеров и архитектур более крупных процессоров (ЦП/ГП/МПУ) с более эффективным использованием ресурсов, таких как дезагрегация процессоров и объединение памяти в пулы. Электрический ввод-вывод (т. е. подключение медных проводов) поддерживает высокую плотность полосы пропускания и низкое энергопотребление, но обеспечивает лишь малую дальность действия — около одного метра или меньше. Подключаемые модули оптических приемопередатчиков, используемые в центрах обработки данных и ранних кластерах ИИ, могут увеличить охват при таких уровнях стоимости и мощности, которые не соответствуют требованиям масштабирования рабочих нагрузок ИИ. Комплексное решение оптического ввода-вывода xPU может поддерживать более высокую пропускную способность, повышенную энергоэффективность, низкую задержку и большую дальность действия — именно то, что требуется для масштабирования инфраструктуры AI/ML. В качестве аналогии замена электрического ввода-вывода на оптический ввод-вывод в ЦП и ГП для передачи данных похожа на переход от использования конных экипажей для доставки товаров, ограниченных по вместимости и дальности, к использованию автомобилей и грузовиков, которые могут доставлять гораздо большее количество товаров на гораздо большие расстояния. Этот уровень улучшенной производительности и стоимости энергии — это то, что оптические решения ввода-вывода, такие как чиплет Intel OCI, привносят в масштабирование ИИ. Как это работает: Полностью интегрированный чипсет OCI используетпроверенный на практикеТехнология кремниевой фотоники и объединяет интегральную схему кремниевой фотоники (PIC), которая включает в себя встроенные лазеры и оптические усилители, с электрической ИС. Чипсет OCI, продемонстрированный на OFC, был совмещен с процессором Intel, но его также можно интегрировать с процессорами, графическими процессорами, IPU и другими системами на кристалле (SoC) следующего поколения. Эта первая реализация OCI поддерживает двунаправленную передачу данных со скоростью до 4 терабит в секунду (Тбит/с), совместимую с экспресс-соединением периферийных компонентов (PCIe) Gen5. Демонстрация оптической связи в реальном времени демонстрирует соединение передатчика (Tx) и приемника (Rx) между двумя платформами ЦП через одномодовый оптоволоконный патч-корд (SMF). Процессоры сгенерировали и измерили коэффициент оптических ошибок по битам (BER), а демонстрация демонстрирует оптический спектр Tx с 8 длинами волн с разносом 200 гигагерц (ГГц) в одном волокне, а также глазковую диаграмму Tx 32 Гбит/с, иллюстрирующую высокое качество сигнала. Текущий чиплет поддерживает 64 канала передачи данных по 32 Гбит/с в каждом направлении на расстояние до 100 метров (хотя практическое применение может быть ограничено десятками метров из-за задержки времени прохождения), используя восемь пар волокон, каждая из которых несет восемь плотных мультиплексоров с разделением по длине волны. (DWDM) длины волн. Комбинированное решение также является чрезвычайно энергоэффективным: оно потребляет всего 5 пикоджоулей (пДж) на бит по сравнению с подключаемыми оптическими модулями приемопередатчиков с энергопотреблением около 15 пДж/бит. Этот уровень сверхэффективности имеет решающее значение для центров обработки данных и высокопроизводительных вычислительных сред и может помочь удовлетворить неустойчивые требования ИИ к электропитанию. О лидерстве Intel в области кремниевой фотоники: Являясь лидером рынка кремниевой фотоники, Intel опирается на более чем 25-летний опыт внутренних исследований лабораторий Intel, которые стали пионерами интегрированной фотоники. Intel была первой компанией, разработавшей и поставившей крупным поставщикам облачных услуг продукты для подключения на основе кремниевой фотоники с ведущей в отрасли надежностью и в больших объемах. Главным отличием Intel является беспрецедентная интеграция с использованием гибридной технологии «лазер на пластине» и прямой интеграции, которые обеспечивают более высокую надежность и снижение затрат. Этот уникальный подход позволяет Intel обеспечивать превосходную производительность при сохранении эффективности. Надежная, крупносерийная платформа Intel может похвастаться поставкой более 8 миллионов PIC с более чем 32 миллионами встроенных в кристалл лазеров, демонстрируя коэффициент отказов лазеров во времени (FIT) менее 0,1, широко используемый показатель надежности, который отражает частоту отказов. и сколько отказов происходит. Эти PIC были упакованы в подключаемые приемопередатчики и развернуты в крупных сетях центров обработки данных у крупных поставщиков гипермасштабных облачных услуг для приложений со скоростью 100, 200 и 400 Гбит/с. PIC нового поколения со скоростью 200 Гбит/с для поддержки новых приложений со скоростью 800 Гбит/с и 1,6 Тбит/с находятся в стадии разработки. Intel также внедряет новый узел процесса кремниевой фотоники с производительностью устройств последнего поколения (SOA), более высокой плотностью, улучшенным сопряжением и значительно улучшенной экономичностью. Intel продолжает добиваться успехов в производительности лазера на кристалле и SOA, стоимости (более чем 40% сокращение площади кристалла) и мощности (более чем 15% сокращение). Что дальше: Текущий чипсет Intel OCI является прототипом. Intel работает с некоторыми клиентами над объединением OCI с их SOC в качестве решения оптического ввода-вывода. Чипсет Intel OCI представляет собой шаг вперед в области высокоскоростной передачи данных. По мере развития инфраструктуры искусственного интеллекта Intel остается в авангарде, внедряя инновации и формируя будущее связи. Источник: www.businesswire.com