Depositphotos
Ведущий производитель чипов и полупроводников TSMC объединяется со стартапом Avicena из Калифорнии для оптимизации массивов фотодетекторов в межсоединениях LightBundle на базе microLED для центров обработки данных.
Это технология предполагает замену электрических соединений на оптические. Все более сложные AI-модели вызывают беспрецедентный рост спроса на производительность вычислений и памяти, требуя межсоединений с более высокой плотностью, низким энергопотреблением и большим радиусом действия как для связи процессор-процессор (P2P), так и для связи процессор-память (P2M). В любом случае медные провода, соединяющие процессор и память в центрах обработки данных ИИ, придется заменить на оптические.
Межсоединение LightBundle на основе микросветодиодов от Avicena обеспечивает плотность потока передачи данных в более 10 Тбит/с/мм и позволяет делать соединение между чипами на расстоянии до 10 метров с рекордно низким энергопотреблением. Она использует массивы микроLED для передачи данных и кремниевые фотодетекторы для приема, обеспечивая энергоэффективность менее 1 пДж/бит.
Наиболее известные конструкции оптических чиплетов кодируют электронные биты на нескольких длинах волн света с помощью лазеров и модуляторов. Однако использование лазеров в оптических соединениях сталкивается с трудностями. Одно оптоволокно с десятками соединений графических процессоров и коммутатора на нескольких длинах волн сталкивается с вычислительными затратами. Проще направить каждую полосу данных по отдельному физическому каналу, чем впоследствии пытаться оптимизировать один большой канал.
Вместо использования многоволнового лазера, который пускают по оптоволокну и затем разбивают на отдельные каналы, соединение LightBundle связывает сотни синих микросветодиодов с массивом фотодетекторов — по одному на каждую линию данных с плотностью передачи потока данных в 10 ГБ/с. Оптическая связь может распространяться на расстояние до 10 метров, обеспечивая общую пропускную способность в 3 Тбит/с.
Это позволит сетям масштабирования AI поддерживать крупные кластеры графических процессоров в нескольких стойках, устраняя ограничения досягаемости нынешних медных межсоединений и резко снижая энергопотребление. В оптических приемниках LightBundle используют кремниевые PD-массивы, оптимизированные для длин волн видимого света, передаваемых микросветодиодами.
Чиплетные приемники LightBundle хорошо подходят для различных архитектур упаковки, включая совместную упаковку оптики (CPO), встроенную оптику (OBO) и сменные оптические модули. Как светодиодные, так и PD-массивы приклеиваются непосредственно к поверхности CMOS-микросхем для различных технологических узлов.
Источник: Spectrum