（原标题：初创公司，创新光互连）

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要是将过多的铜线捆扎在沿途，最终会破费空间——前提是它们不会先熔合在沿途。东谈主工智能数据中心在GPU和内存之间传输数据的电子互连方面也面对着雷同的律例。为了忻悦东谈主工智能的海量数据需求，业界正在转向更大尺寸、更多处理器的芯片，这意味着在机架内好意思满更密集、更长距离的趋附。初创公司正在展示 GPU 奈何解脱铜互连，用光纤链路容貌一新。

光纤链路对数据中心来说并不目生。它们使用可插拔收发器在机架之间传输数据，将电信号调养为光信号。为了提高动力后果，“将光学元件集成到芯片封装中一直是一个梦念念，”加州大学圣巴巴拉分校电气工程教育克林特·肖( Clint Schow)示意。这即是共封装光学器件（CPO），科技巨头们正在全力援助它。英伟达 (Nvidia) 最近晓示量产一款网罗交换机，该交换机使用镶嵌在与交换机清除基板上的光子调制器。“这忌惮了通盘这个词行业，”加州桑尼维尔初创公司Avicena的首席推论官巴迪亚·佩泽什基 (Bardia Pezeshki) 示意。

哥伦比亚大学电气工程教育、Xscape Photonics调和首创东谈主Keren Bergman讲明注解说， Nvidia 的声明令东谈主振奋，因为它将光子期间引入了机架里面。但Nvidia当今只策划将光子期间引上钩罗交换机。Avicena和其他初创公司正在挑战“光学期间在资本、可靠性和功率后果方面不及以取代机架内铜缆”这一不雅点。他们将光学互连成功趋附到 GPU 和内存封装上。Bergman 示意，即使是这些最终长达一米的链路，也需要比铜缆所能提供的更大的带宽。一样的基础期间“不错成功趋附到 GPU”，使光学器件更鸠集数据源，并允许它们从芯片封装本人传输带宽。

初创公司创新光互连

多家初创公司一直在勤奋于替换 GPU 傍边的铜互连领会。其中几家公司还是入辖下手研发使用名为微环谐振器的波导芯片，将数据通谈编码到来自外部激光器的光波上，并在给与端口过滤适合的波长。这与英伟达在其 CPO 交换机上收受的基本光子期间相通——哥伦比亚大学的伯格曼示意，这“意旨要紧”。但不单是是一个 r谐振器，好多初创公司王人在使用。

上个月，Ayar Labs晓示推出 GPU 之间的光学互连，其中收受了模范开源UCIe电气接口。“这是业界始创，”首席期间官兼调和首创东谈主 Vladimir Stojanovic 示意。UCIe 组成 GPU 和TeraPhys 光学芯片之间的封装电气链路。芯片将数字信号的副本传输到单模光纤中，将通讯距离延长至 2 公里。“一个 GPU 与另一个 GPU 通讯时以致不知谈它正在离开封装，”Stojanovic 说谈。Ayar Labs 的SuperNova 光源将 16 种波长赠送到每根光纤上。谐振器对 8 个输入和 8 个输出光纤端口中的每一个推论波分复用，在 GPU 之间变成 256 个数据通谈，推断 8 Tbps。使用 UCIe 契约可好意思满透顶模块化盘算。“任何芯片制造商王人不错将其安设上去并领有一个光学调养器，”Schow 讲明注解谈。

总部位于加州山景城的初创公司LightMatter晓示了雷同的 GPU 间光学链路居品：Passage L200。它使用Alphawave Semi 的芯片来好意思满 UCIe 接口——但不是将它们并列构建，而是使用模范的晶圆上芯片期间将它们堆叠在光学电路的顶部。Lightmatter 副总裁 Steve Klinger 示意：“收受 3D 意味着你不消尝试将电信号路由到芯片边际以外。”该公司展示了Passage M1000的透顶集成版块，这是一种由 8 个这样的构建块组成的光学中介层。每个部分王人位于 GPU 或内存块下方——通过极短的 UCIe 趋附成功安设在顶部。光纤将光信号从中介层路由出去。

Schow讲明注解说：“L200收受模块化阵势集成光学元件，而M1000则更具跳跃精神。” 后者诈欺电子器件局部处理带宽问题，并通过光学器件处理封装间问题。但Stojanovic不雅察到，“他们尚未进行演示。”

伯格曼的公司Xscape Photonics位于加州圣克拉拉，该公司更进一步，无需外部光源，将频率梳激光器成功集成到芯片上。“咱们不错将激光器和链路集成到沿途，”伯格曼说谈。旧年 10 月，该公司取得了 4400 万好意思元的融资，用于扩大ChromX 平台的产量。ChromX 平台是一个多色平台，不错最大律例地处理高带宽数据从芯片中传输出去所固有的“逃遁带宽”问题。

此前，曦智科技也推出了行家首款专为以下限度盘算的片上光网罗 (oNOC) 处理器 Hummingbird，其收受先进的垂直堆叠封装期间，将光子芯片和电子芯片集成到一个封装中，行动数据中心和其他高性能应用的通讯网罗。

Hummingbird 是诈欺 Lightelligence 的 oNOC 平台的居品系列中的第一个居品，该平台通过硅光子学好意思满创新的互连拓扑，从而显赫提高了策划性能。其波导以光速传播信号，并诈欺到 64 核特定限度 AI 处理器芯片上每个中枢的全对全数据播送网罗，使 Hummingbird 在延伸和功耗缩小方面比传统数字互连处理决议具有赫然上风。

要是将过多的铜线捆扎在沿途，最终会破费空间——前提是它们不会先熔合在沿途。东谈主工智能数据中心在GPU和内存之间传输数据的电子互连方面也面对着雷同的律例。为了忻悦东谈主工智能的海量数据需求，业界正在转向更大尺寸、更多处理器的芯片，这意味着在机架内好意思满更密集、更长距离的趋附。初创公司正在展示 GPU 奈何解脱铜互连，用光纤链路容貌一新。

光纤链路对数据中心来说并不目生。它们使用可插拔收发器在机架之间传输数据，将电信号调养为光信号。为了提高动力后果，“将光学元件集成到芯片封装中一直是一个梦念念，”加州大学圣巴巴拉分校电气工程教育克林特·肖( Clint Schow)示意。这即是共封装光学器件（CPO），科技巨头们正在全力援助它。英伟达 (Nvidia) 最近晓示量产一款网罗交换机，该交换机使用镶嵌在与交换机清除基板上的光子调制器。“这忌惮了通盘这个词行业，”加州桑尼维尔初创公司Avicena的首席推论官巴迪亚·佩泽什基 (Bardia Pezeshki) 示意。

哥伦比亚大学电气工程教育、Xscape Photonics调和首创东谈主Keren Bergman讲明注解说，杠杆倍数 Nvidia 的声明令东谈主振奋，因为它将光子期间引入了机架里面。但Nvidia当今只策划将光子期间引上钩罗交换机。Avicena和其他初创公司正在挑战“光学期间在资本、可靠性和功率后果方面不及以取代机架内铜缆”这一不雅点。他们将光学互连成功趋附到 GPU 和内存封装上。Bergman 示意，即使是这些最终长达一米的链路，也需要比铜缆所能提供的更大的带宽。一样的基础期间“不错成功趋附到 GPU”，使光学器件更鸠集数据源，并允许它们从芯片封装本人传输带宽。

初创公司创新光互连

多家初创公司一直在勤奋于替换 GPU 傍边的铜互连领会。其中几家公司还是入辖下手研发使用名为微环谐振器的波导芯片，将数据通谈编码到来自外部激光器的光波上，并在给与端口过滤适合的波长。这与英伟达在其 CPO 交换机上收受的基本光子期间相通——哥伦比亚大学的伯格曼示意，这“意旨要紧”。但不单是是一个 r谐振器，好多初创公司王人在使用。

上个月，Ayar Labs晓示推出 GPU 之间的光学互连，其中收受了模范开源UCIe电气接口。“这是业界始创，”首席期间官兼调和首创东谈主 Vladimir Stojanovic 示意。UCIe 组成 GPU 和TeraPhys 光学芯片之间的封装电气链路。芯片将数字信号的副本传输到单模光纤中，将通讯距离延长至 2 公里。“一个 GPU 与另一个 GPU 通讯时以致不知谈它正在离开封装，”Stojanovic 说谈。Ayar Labs 的SuperNova 光源将 16 种波长赠送到每根光纤上。谐振器对 8 个输入和 8 个输出光纤端口中的每一个推论波分复用，在 GPU 之间变成 256 个数据通谈，推断 8 Tbps。使用 UCIe 契约可好意思满透顶模块化盘算。“任何芯片制造商王人不错将其安设上去并领有一个光学调养器，”Schow 讲明注解谈。

总部位于加州山景城的初创公司LightMatter晓示了雷同的 GPU 间光学链路居品：Passage L200。它使用Alphawave Semi 的芯片来好意思满 UCIe 接口——但不是将它们并列构建，而是使用模范的晶圆上芯片期间将它们堆叠在光学电路的顶部。Lightmatter 副总裁 Steve Klinger 示意：“收受 3D 意味着你不消尝试将电信号路由到芯片边际以外。”该公司展示了Passage M1000的透顶集成版块，这是一种由 8 个这样的构建块组成的光学中介层。每个部分王人位于 GPU 或内存块下方——通过极短的 UCIe 趋附成功安设在顶部。光纤将光信号从中介层路由出去。

Schow讲明注解说：“L200收受模块化阵势集成光学元件，而M1000则更具跳跃精神。” 后者诈欺电子器件局部处理带宽问题，并通过光学器件处理封装间问题。但Stojanovic不雅察到，“他们尚未进行演示。”

伯格曼的公司Xscape Photonics位于加州圣克拉拉，该公司更进一步，无需外部光源，将频率梳激光器成功集成到芯片上。“咱们不错将激光器和链路集成到沿途，”伯格曼说谈。旧年 10 月，该公司取得了 4400 万好意思元的融资，用于扩大ChromX 平台的产量。ChromX 平台是一个多色平台，不错最大律例地处理高带宽数据从芯片中传输出去所固有的“逃遁带宽”问题。

数据传输篡改

Juniper Networks和Fungible的调和首创东谈主（现赴任于微软）的Pradeep Sindhu对此抓怀疑魄力。在集群中，要是需要在多量 GPU 之间配置纯确切点对点衔接，那么每个可切换数据通谈的粒度就很进犯。点对之间的一条粗管谈是不够的。相背，您需要许多更小的管谈，而每根光纤的带宽太多会缩小纯真性。举例，趋附 512 个 GPU（每个 GPU 通过 200 Gbps 通谈衔接到 64 个交换机）的宏伟指标需要杰出 30，000 个趋附。Sindhu 说：“要是将 16 个波长塞进一根光纤，奈何将这样多 GPU 趋附到这样多交换机？” 谜底之一是使用数目更少、功能更开阔的电子说明粗管谈的交换机，但这会将冗余换成单点故障。此外，多波长激光器还激勉了资本、动力后果和可靠性方面的担忧。

另一种才智则避让了这两个问题。Avicena 使用数百个通过成像光纤趋附的蓝色 MicroLED来传输数据。Pezeshki 讲明注解说：“要是你用录像头看电视，你就领有了一种无需激光器的光学趋附。” Avicena 的光学芯片集成了一个微型 MicroLED 清楚屏和一个微型录像头，其帧速度令东谈主难以置信，该期间已在基于 10 Gbps/通谈帧速度的模块化 LightBundle 平台中发布。每个包含 300 个MicroLED的清楚屏累计传输速度为 3 Tbps，但粒度更高。Pezeshki 示意，解除激光器不错缩小可靠性风险、资本和复杂性，并将能耗擢升五倍。Sindhu 示意：“我乐不雅地以为 MicroLED 将成为改日的率先期间。”

光通讯市集盘问公司LightCounting的首席推论官Vladimir Koslov对这些初创公司的演示示意传颂。“有些公司会得胜，”他说谈。但通往市集的谈路“不是短跑，而是一场马拉松”。此外，铜缆仍然有用。他以为，在改日几年内，CPO将仅限于交换机，因为这是行业的指标。“我以为，直到下一个十年头，咱们才能在GPU上看到它（CPO），”他说谈。

Sindhu 示意，以低价、低功耗且可靠的阵势趋附有余多的 GPU 是“这个期间最进犯的封装困难”。不管谁处理了这个问题，东谈主们王人会总结。“胜者为王，”他说谈。

https://spectrum.ieee.org/optics-gpu

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