2024-08-01
한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina
Xinxi raportoi 31. heinäkuuta, että Optical Fiber Communications Conference (OFC) on tunnustettu korkeimmalle ja suurimmalle kansainväliseksi tapahtumaksi optisen viestinnän alalla maailmassa, ja se on huippuluokan optisten viestintätekniikoiden kehittämisen vertailukohta. Tämän vuoden Optical Fiber Communications -konferenssissa Intelin Silicon Photonics Integrated Solutions (IPS) -tiimi jakoi läpimurtonsa innovaatioiden edistämisessä suuren kaistanleveyden yhteenliittämisteknologiassa -Alan johtava, täysin integroitu OCI (Optical Computing Interconnect) -suulake, joka on pakattu Intel-suorittimiin todellisen tiedon suorittamiseen。
Tietokeskuksissa ja HPC-sovelluksissa Intelin luoma OCI-ydin toteuttaa optisen I/O-yhteispaketin ja tukee 64 32 Gbps:n kanavaa yhteen suuntaan optisella kuidulla 100 metriin asti, minkä odotetaan täyttävän Kasvava AI-infrastruktuurin kysyntä Kasvava kaistanleveys, pienempi virrankulutus ja pidempi lähetysetäisyys.
Intel ei ole paljastanut OCI-pellettien tarkkoja mittoja, mutta äskettäin julkaistuissa kuvissa OCI-pelletit näkyvät verrattuna tavallisen nro 2 -kynän päässä olevaan pyyhekumiin.
Mitä tulee OCI-ydinsirujen teknisiin yksityiskohtiin, Song Jiqiang, Intel Research Instituten varapresidentti ja Intel China Research Instituten johtaja, kävi äskettäin syvällistä keskustelua ydinmedian ja muun median kanssa.Song Jiqiang jakoi Intelin tulevaisuuden innovaatiosuunnitelman piin fotoniseen integraatioon Lisäämällä linjanopeutta, aallonpituuksien määrää kuitua kohden, kuitujen määrää ja polarisaatiotilaa, sen odotetaan laajentavan tulevien sukupolvien OCI-ytimien suorituskykyä ja luovan kaistanleveys jopa32 Tbpslaite.
Intel toimittaa OCI-siruja useille sisäisille ja ulkoisille asiakkaille. Erityiset asiakassovellukset ja tuotevaatimukset määräävät näiden laajennussuunnitelmien järjestyksen ja ajoituksen.
Kun generatiivisen tekoälyn kehitys kiihtyy, suuret mallit vaativat suurta laskentatiheyttä, suurta muistikapasiteettia ja kaistanleveyttä, ja niitä on vaikea ottaa käyttöön yhdessä palvelinsolmussa, joten tarvitaan ristikkäisiä telineyhteyksiä. Suuret laskentaklusterit tarkoittavat pidempiä lähetysetäisyyksiä ja korkeampia I/O-kaistanleveysvaatimuksia.
Song Jiqiang sanoi, että tekoälysovellukset ovat saavuttaneet uuden tason muistin ja laskentasuhteen suhteen, ja muistin käyttö on usein tarpeen. Siksi muistikanavat ja viiveet vaikuttavat siihen, miten suuria sovelluspalveluita tarjotaan tulevaisuudessa. Tämä edellyttää uusien menetelmien tutkimista,Samalla kun se lisää laskentatehoa ja tallennustiheyttä, se vähentää virrankulutusta ja pienentää kokoa, mikä lisää laskentaa ja tallennustilaa (siruja) rajoitettuun tilaan.。
Aiemmin sähköinen I/O käytti kuparijohtoja piirien välisen liittämisen loppuunsaattamiseen. Kuparilangan nopeus on riittävän nopea ja virrankulutus alhainen, mutta tehokas lähetysetäisyys on hyvin rajoitettuNoin 1 metri。
Jos rakennat klusterin koko palvelinkeskukseen, kohtaat myös suuren klusterin alueen, pitkien kaapelien ja pitkän matkan lähetyksen suuren virrankulutuksen aiheuttamat ongelmat, mikä vaikeuttaa sekä korkean laskentatehon että energiansäästön saavuttamista. Palvelinsolmuja on sijoitettu datakeskukseen, ja syötettävälle teholle on asetettu yläraja sirujen lisäksi, telineessä on myös I/O ja muut paikat, jotka kuluttavat virtaa kullekin sirulle varattu määrä on hyvin rajallinen.
Song Jiqiangin mukaan viimeisten 20–30 vuoden aikana I/O on vaatinut yhä enemmän tehoa telineeseen Tämän seurauksena sähköä ei ole tarpeeksi luku- ja kirjoitustoimintojen suorittamiseen laskenta- ja tallennussiruissa.I/O-osassa käytettävän tehon vaimentamiseen tulee käyttää uusia teknisiä ratkaisuja.。
Intel vertaa perinteistä sähköistä I/O:ta hevoskärryyn, jossa on rajoitettu siirtonopeus ja -etäisyys100 metrin säteelläSuuremman tiheyden ja joustavamman tiedonsiirron saavuttamiseksi piin fotoninen integrointimenetelmä on kuin kevyt moottoripyörä, joka on nopea, joustava, tehokas ja energiaa säästäväYli 100 metriäPitkän matkan lähetyksessä kytkettävän optisen lähetin-vastaanottimen käyttö on kuin korvaisi auton suuremmalla kapasiteetilla ja riittävän nopealla nopeudella.
Optiset I/O- ja kytkettävät optiset lähetin-vastaanottimet ovatSilicon Photonic InterconnectRatkaisun etuna on alhainen virrankulutus ja se soveltuu pidemmän matkan lähetykseen.
Kytkettävä optinen lähetin-vastaanotinRatkaisu on suhteellisen kypsä ja se voidaan liittää suoraan elektroniseen integroituun piiriin (EIC), mikä voi kasvattaa lähetysetäisyyttä. Se on kuitenkin kooltaan suurempi ja vaatii yleensä nopean serialisaattorin ja deserialisaattorin (SerDes) tai digitaalisen signaalinkäsittelyn. (DSP) -tekniikka on siksi rajallinen Kulutus on suurempi, kaistanleveys on pienempi ja viive on pidempi.
Ja käyttämälläSilicon Photonics integrointiTekniikka, optinen I/O voi saavuttaa usean Tbps:n kaistanleveyden alhaisella virrankulutuksella, suurella kaistanleveyden tiheydellä, alhaisella latenssilla ja pidemmällä lähetysetäisyydellä vastaamaan tekoälyn laajennustarpeita.
OCI-ydinhiukkaset(tai mikä tahansa optinen I/O-ratkaisu), joka on sinetöity CPU:n, GPU:n tai SoC:n kanssa, voi optimoida ja parantaa I/O-kaistanleveyden tiheyttä, kokonaisenergiatehokkuutta, latenssia ja kustannuksia sekä uusien arkkitehtuurien avulla, jotka tukevat resurssien erittelyä, kuten HBM. tai CXL-muistin yhdistäminen) resurssien tehokkaamman käytön saavuttamiseksi.
Jatkossa Intel tarjoaa erilaisia ratkaisuja eri siirtomatkoille, mukaan lukien optoelektroniset OCI-yhteispakkaukset ja kytkettävät ratkaisut.
Intel OCI-suulake on täydellinen fyysisen kerroksen optinen I/O-laite, joka sisältää piifotoniikan integroidun piirin (PIC), jossa on sirussa olevat tiheät aallonpituusjakoiset multipleksointilaserit ja puolijohdeoptiset vahvistimet, sekä EIC:n PIC:n ohjaamiseen ja isäntään yhdistämiseen. .
EIC:n toiminta on lähempänä sitä, miten tiettyjä signaaleja käytetään ja mitkä osat siihen liitetään. Siitä tulee protokollan muunnos- ja mukautuskerros. PIC on enemmänkin stabiilin valonsiirron, signaalien päivittämisen ja lähettämisen sekä kestävän kehityksen ongelman ratkaiseminen, kuten hyvä konversio dielektristen ja optisten välineiden välillä.
EIC käyttää tavallisia CMOS-prosessisolmuja, ja PIC käyttää Intelin piifotoniikan valmistusprosessia, joka perustuu 300 mm:n piikiekoihin. Yleensä EIC käyttää suhteellisen kehittynyttä prosessia ollakseen lähellä tuettavaa pääsirua tai ollakseen linjassa sen kanssa, kun taas PIC käyttää kypsempää prosessia.
Koska liitettävää menetelmää ei ole, tällaisilla laskentakomponenteilla itsellään on pienempi teho. Samalla kun ne lisäävät kaistanleveyttä ja pidentävät lähetysetäisyyttä, ne voivat parantaa tehokkaasti optisten piiliitäntöjen integrointia, mikä parantaa suorituskykyä ja energiankulutusta ja auttaa lisäämään klusteritiheyttä.
Intelin täysin integroitu OCI-siru mahdollistaa kaksisuuntaisen tiedonsiirtonopeuden jopa4 Tbps, ja yhteensopivaPCIe 5. sukupolvi, yksisuuntainen tuki64 kaistaa 32 Gbps(Song Jiqiang sanoi, että tämä riittää nykyisissä datakeskuksissa), joiden lähetysetäisyys on jopa100 metriä(Lähetysviiveistä johtuen etäisyys voi olla rajoitettu kymmeniin metriin todellisissa sovelluksissa).
Se käyttää 8 paria optisia kuituja, joista jokaisessa on 8 aallonpituutta tiheää aallonpituusjakoista multipleksointia (DWDM), ja virrankulutus on vain5pJ per bitti(picojoulea), vain kytkettävän optisen lähetin-vastaanotinmoduulin virrankulutus1/3。
Song Jiqiangin mukaan Intel luottaa siihen, että erilaisten laitteiden ja pakkausten suunnittelun, valmistusprosessien ja kaistanleveyden laajentamisen ansiosta se vähentää energiatehokkuutta jopa 10 prosenttiin seuraavien tuotteiden sukupolvissa.3,5 PJ bittiä kohdenseuraavat.
Vuoden 2024 Optical Fiber Communications -konferenssissa Intel suoritti suoran optisen linkin esittelyn, jossa näytettiin lähettimen ja vastaanottimen välinen yhteys kahden datakeskuksen prosessorialustan välillä yksimuotokuitujen (SMF) hyppyjohtimien kautta.
CPU luo ja mittaa bittivirhesuhteen. Kaksi datakeskuksen keskusyksikköä lähettää ja vastaanottaa tietoja toisilleen OCI-ydin ja prosessori muuntaa kaikki CPU:sta tulevat sähköiset I/O-signaalit valoksi kahdessa datakeskuksessa edestakaisin solmujen tai järjestelmien välillä.
Kuten kuvasta näkyy, järjestelmäisännissä on molemmilla puolilla sähköisiä signaaleja, jotka muunnetaan valoksi valosähköisten muunnossirujen kautta. Lähettimessä on yhteensä 1,6 THz:n spektri, mukaan lukien 8 aallonpituutta 200 GHz:n välein yhdessä kuidussa, ja 32 Gbps:n lähettimen silmäkaavio osoittaa vahvan signaalin laadun.
Värillinen osa on valoa ja eri värit edustavat eri aallonpituuksien valoa riittävän taajuuksin, jotta ne eivät häiritse toisiaan moduloinnin ja demoduloinnin aikana. Nämä valot voidaan yhdistää toisiinsa ja lähettää optisella kuidulla, eli optisella kuidulla voidaan "multipleksoida" useita kaistoja, mikä on sama asia kuin taajuusjakoinen multipleksointi langattoman viestinnän alalla.
Koska valon kaistanleveys on erittäin suuri, voit valita suhteellisen vakaan kaistanleveyden ja leikata sen useiksi eri aaltoalueiksi, jotka näkyvät ihmissilmälle erivärisenä valona. Itse asiassa ne ovat eri taajuuksia, ja lähetettävä signaali voidaan moduloida vakaasti kullakin kaistalla. Valosähköisen modulaation jälkeen signaali välitetään optisen kuidun kautta.
Song Jiqiang jakoi Intelin OCI-sirujen suorituskyvyn kehityssuunnitelman Teknologian iteraatiossa on kolme pääsuuntaa:Valoaaltojen aallonpituuksien lukumäärä, optisten kuitujen siirtonopeus ja valokuitujen lukumäärä.
Optinen kuitu voidaan jakaa eri kaistoille siirtoa varten vaikuttamatta toisiinsa on 8. oikein. Kerrottuna kolmella yksisuuntainen tiedonsiirtonopeus on 2 Tbps ja kaksisuuntainen nopeus 4 Tbps.
Jatkossa, jos 8-kaistainen kaista pysyy ennallaan ja kuitujen siirtonopeus nostetaan 64 Gbps:iin, yksisuuntainen tiedonsiirtonopeus kaksinkertaistuu 4 Tbps:iin. Myöhemmin, jos siitä tulee 16-kaistainen, siirtonopeutta nostetaan 8 Tbps:iin. Se voi jatkaa kehitystä tulevaisuudessa ja lisätä asteittain kaistanleveyttä.
Verrattuna erillisiin ja plug-in-ratkaisuihin,Kun OCI-siru ja CPU on tiivistetty yhdessä, lämmönhallintaa on tarkasteltava kokonaisuutena ja signaalin lähetystiheys ja lähetystaajuus on varmistettava pakkaustasolla. . Intelin nykyinen teknologia pystyy jo vastaamaan näihin tarpeisiin.
Jatkossa OCI-siruja voidaan käyttää viestinnän toteuttamiseen, ja ne voidaan myös integroida laskentapiirien, kuten CPU, GPU ja IPU, kanssa.Piifotoniikan integroinnin ja edistyneen pakkausteknologian avulla Intel voi saavuttaa korkeamman tiheyden I/O-siruja ja yhdistää ne sitten muihin xPU:hin muodostaen tulevaisuudessa monia erilaisia laskenta- ja liitäntäsiruja, jotka perustuvat siruihin, lupaavilla sovelluksilla.
Song Jiqiang selitti edelleen, että myöhemmin integroinnin haaste muuntyyppisten sirujen kanssa ei ole teknisellä tasolla, vaan toteutustasolla, mihin on kiinnitettävä huomiota.kaistanleveyden tiheys esimerkiksi kun valosähköisten rajapintojen välinen etäisyys on rajallinen, miten nämä valosähköiset muunnosliitännät laitetaan? Onko saavutettavissa oleva kaistanleveyden tiheys riittävä tietyllä kokoalueella?
Hänen mukaansa OCI-sirun tekemiseksi joustavammaksi ja työmäärän vähentämiseksi integraatioprosessin aikana,Yleensä harkitaan sähköisen rajapinnan käyttöä isäntä-xPU:n ja I/O:n välillä, joka on standardoitu vankan IP-ekosysteemin, kuten UCIe, PCIe, Ethernet jne., kautta.。
Hän puhui myös Intelin ratkaisun erilaisista eduista.
Ensinnäkin Intel voi tuottaa massatuotantona erittäin integroituja lasereita kiekkotasolla, suuremmalla teholla ja luotettavuudella ja pienemmillä kokonaiskustannuksilla. Vasta teorian muuttamisen jälkeen korkeatuottoiseksi tuotannoksi voidaan muodostaa teollistumiskyky.
Nykyiset ulkoiset laserratkaisut edellyttävät erikoistuneiden optisten kuitujen käyttöä, jotka ovat kalliita ja joilla ei ole suuria käyttöönottotapauksia.On-chip lasereiden etuna on, että ne voidaan siirtää tavallisilla optisilla kuiduilla Koska ulkoista valonlähdettä ei tarvita, polarisaatiota ylläpitäviä kuituja ei tarvita.(PMF, erityinen optinen kuitu, jota tarvitaan ulkoisten valonlähteiden liittämiseen passiivisiin piin fotoniisiin integroituihin piireihin).
Laserlähetintä valmistettaessa on suhteellisen helppoa tehdä erillinen laite. Laserin tekemiselle kiekolle on olemassa tekninen kynnys. Erityyppiset puolijohteet on sidottava hyvin kiekkotasolla, jolloin ohjauspiiri voidaan muodostaa puolijohteiden valmistusprosessin kautta. Optiset laitteet mukaan lukien valonlähteet, modulaattorit, vahvistimet, optiset aaltoputket, ilmaisimet jne. on toteutettava kiekotasolla.
Toiseksi Intelillä on suuria määriä testattuja alustoja ja laitteita, joiden luotettavuus on alan johtavaa.
Intel OCI -sirut on rakennettu talon sisäiselle, tuotannossa todistetulle piifotoniikan integrointialustalle, joka on toimittanut yli 100 % liitettävyyssovelluksista hyperscale-palvelinkeskuksissa vuodesta 2015 lähtien.8 miljoonaaOptiset lähetin-vastaanotinmoduulit (mukaan lukien enemmän kuin8 miljoonaaSilicon Photonics integroidut piirit ja enemmän32 miljoonaaIntegroitu laser), käytetään sovelluksissa, joissa vaaditaan 100 Gbps, 200 Gbps ja 400 Gbps siirtonopeutta.
Sen luotettavuus on todennettu miljoonilla laitteilla, ja tiedot osoittavat, että laserin aikaperusvikaprosentti (FIT) on pienempi kuin0.1, mikä vastaa sanomista, että vika voi tapahtua vain kerran 10 miljardissa tunnissa.
Lisäksi fotoni- ja CMOS-piirien rakentaminen kahdelle erilliselle sirulle (integroitu piifotoniikkapiiri ja elektroninen integroitu piiri) varmistaa skaalautuvuuden ja suorituskyvyn optimoinnin., ilman kompromisseja ja kompromisseja, joita tarvitaan kahden hyvin erilaisen teknologian yhdistämiseen yhdelle sirulle.
Intelin kehittyneiden pakkausten, järjestelmien ja alustojen kertyminen mahdollistaa myös optisten I/O-ratkaisujen optimoinnin.Intel investoi uusien piin fotoniikan valmistusprosessisolmujen tutkimukseen ja kehittämiseen saavuttaakseen johtavia laitteiden suorituskyvyn parannuksia, suuremman tiheyden, paremman kytkennän ja suurempia taloudellisia etuja. Se myös parantaa edelleen sirulla olevien lasereiden ja optisten lähetin-vastaanottimien suorituskykyä ja kustannuksia ja luotettavuus.
Piifotoniikan alalla Intel Research Institute on ollut syvästi mukana piifotoniikassa yli 25 vuoden ajan ja on pion fotoniikan integroinnin edelläkävijä ja johtaja. Intel on alan ensimmäinen, joka kehittää ja toimittaa piin fotonisia liitäntälaitteita suurille pilvipalveluntarjoajille, ja työskentelee asiakkaiden kanssa muuttaakseen OCI-siruteknologian prototyypit skaalautuviksi kaupallisiksi ratkaisuiksi.
Kustannusten suhteen Intel uskoo, että ajan myötä ja volyymien kasvaessa optisen I/O:n bittikohtaiset yhteenliittämiskustannukset tulevat verrattavissa sähköisiin I/O-järjestelmiin järjestelmätasolla. Vahvempi optinen I/O-suorituskyky auttaa myös parantamaan suorituskykyä järjestelmätasolla.
Tämän tavoitteen saavuttamiseksi Intel kehittää parhaillaan toisen sukupolven piifotoniikan valmistusprosessisolmua, jonka odotetaan vähentävän sirun pinta-alaa yli 40 % ja virrankulutusta yli 15 %, mikä parantaa taloudellisia hyötyjä ja parantaa optisen kytkennän tehokkuutta. laserteho jne. edistyvät.
Kerää ja järjestele viimeisimmät uutiset ja tee ne kaikkien tarkastettavaksi ilmaiseksi.
