לדברי החברה, זהו הצ׳יפלט הראשון בעולם עם ממשק I/O אופטי אינטגרטיבי מלא, המאפשר תקשורת יעילה יותר בין מעבדים במחשבי על ומערכות מחשוב מתקדמות
אינטל הציגה צ׳יפלט (Chiplet) המיועד להעברת מידע במהירות עצומה באמצעות סיב אופטי עם רכיב לייזר. זהו הצ׳יפלט הראשון בעולם עם ממשק I/O אופטי אינטגרטיבי מלא, המאפשר תקשורת יעילה יותר בין מעבדים במחשבי על ומערכות מחשוב מתקדמות, דבר שעשוי להיות בעל השפעה משמעותית על טכנולוגיית ה-AI, עיבוד נתונים בקנה מידה גדול וחישובי ענן.
קבוצת פתרונות הפוטוניקה המשולבת של אינטל (IPS) הדגימה בכנס Optical Fiber Communication (OFC) 2024 את ממשק המחשוב האופטי הדו-כיווני הראשון בתעשייה והאינטגרטיבי באופן מלא (OCI), המשולב יחד עם מעבד אינטל, ומעביר נתונים חיים. אינטל השיגה כאן ציון דרך מהפכני בטכנולוגיית פוטוניקה משולבת להעברת נתונים במהירות גבוהה.
ה-"Optical Compute Interconnect (OCI) Chiplet" משלב סיבים אופטיים עם לייזר ישירות על השבב. הוא תוכנן לתמוך ב-64 ערוצים של העברת נתונים במהירות של 32 Gbps בכל כיוון עד ל-100 מטרים של סיבים אופטיים, ונועד לענות על הדרישות הגוברות של תשתיות AI לרוחב פס גבוה, צריכת חשמל נמוכה וטווח ארוך יותר. הוא מאפשר סקלאביליות עתידית של חיבורי CPU/GPU ומבני מחשוב חדשניים, כולל הרחבת זיכרון קוהרנטי ופירוק משאבים.
למה זה חשוב? יישומי AI פועלים כיום ברחבי העולם, וההתפתחויות האחרונות במודלי LLM ו-AI גנרטיבי מאיצות את המגמה הזו. מודלים גדולים ויעילים יותר של למידת מכונה (ML) ישחקו תפקיד מרכזי במענה לדרישות החדשות של עומסי עבודה להאצת AI. הצורך להגדיל פלטפורמות מחשוב עתידיות ל-AI מוביל לגידול אקספוננציאלי ברוחב פס I/O ובטווחים ארוכים יותר לתמיכה ביחידות עיבוד (CPU/GPU/IPU) גדולות ובמבנים יעילים יותר של ניצול משאבים, כמו פירוק יחידות עיבוד וזיכרון.
ממשק I/O חשמלי (כלומר, חיבורי נחושת) תומך בצפיפות רוחב פס גבוהה וצריכת חשמל נמוכה, אך מציע טווחים קצרים מאוד של כמטר אחד או פחות. מודולים אופטיים משולבים המותקנים במרכזי נתונים ואשכולות AI מוקדמים יכולים להגדיל את הטווח, אך במחירים ורמות צריכת חשמל שאינם ברי קיימא עם דרישות הסקלאביליות של עומסי עבודה של AI. פתרון xPU אופטי בחבילה אחת יכול לתמוך ברוחבי פס גבוהים עם יעילות צריכת חשמל משופרת, שיהוי נמוך וטווח ארוך יותר – בדיוק מה שנדרש לסקלאביליות של תשתיות AI/ML.
איך זה עובד:
הצ'יפלט האינטגרטיבי המלא (OCI) משלב את הטכנולוגיה הפוטונית המשולבת של אינטל ומעגל אינטגרציה פוטוני (PIC) הכולל לייזרים על השבב, יחד עם מעגל חשמלי. הצ'יפלט שהודגם בכנס OFC היה משולב עם מעבד אינטל, אך יכול להשתלב גם עם מעבדים נוספים מהדור הבא GPus, IPUs ועוד מערכות על שבב (SOC).
הגרסה הראשונה של ה-OCI תומכת בהעברת נתונים דו-כיוונית של 4 Tbps, תואמת PCIe Gen5. החיבור האופטי החי שהוצג הדגים חיבור משדר (Tx) ומקלט (Rx) בין שני פלטפורמות CPU על סיב אופטי בודד. המעבדים ייצרו ומדדו את שיעור השגיאות הביטי האופטי (BER), והדגימו את ספקטרום האופטי של ה-Tx עם 8 אורכי גל במרווח של 200GHz על סיב בודד, יחד עם עין Tx במהירות 32Gbps
הצ'יפלט הנוכחי תומך ב-64 ערוצים של 32 Gbps בכל כיוון עד 100 מטרים, תוך שימוש ב-8 זוגות סיבים, כל אחד נושא 8 אורכי גל של ריבוב חלוקת אורך גל צפוף (DWDM). הפתרון המשולב גם חסכוני ביותר באנרגיה, צורך רק 5 פיקו-ג'ול (pJ) לכל ביט, לעומת מודולים אופטיים משולבים בעלי כ-15 pJ/ביט. רמת היעילות הגבוהה הזו קריטית למרכזי נתונים וסביבות מחשוב עתירות ביצועים, ויכולה לעזור להתמודד עם דרישות האנרגיה הלא בנות קיימא של AI.
כמובילה בשוק הפוטוניקה המשולבת, לאינטל יש יותר מ-25 שנות מחקר פנימי במעבדות החברה, שהיו מחלוצות הפוטוניקה המשולבת. אינטל היא החברה הראשונה שפיתחה ושלחה מוצרים מבוססי פוטוניקה משולבת בקנה מידה גבוה עם אמינות מובילה בתעשייה, וסיפקה יותר מ-8 מיליון PICs לשימוש זה עד כה.
ההבדל העיקרי של אינטל הוא האינטגרציה, לה אין מתחרים, תוך שימוש בטכנולוגיית לייזר היברידי על השבב ואינטגרציה ישירה, המספקות אמינות גבוהה יותר ועלויות נמוכות יותר. גישה ייחודית זו מאפשרת לאינטל לספק ביצועים מעולים תוך שמירה על יעילות. הפלטפורמה הגדולה של אינטל כוללת משלוח של יותר מ-32 מיליון לייזרים משולבים על השבב. ה-PICs הללו נארזו במודולים משולבים, שהותקנו ברשתות מרכזי נתונים גדולים עבור ספקי שירותי ענן בקנה מידה רחב ליישומים של 100, 200 ו-400 ג'יגה ביט לשנייה.
הצ'יפלט הנוכחי של אינטל הוא אב טיפוס. אינטל כבר עובדת עם לקוחות נבחרים לשילוב OCI עם המערכת על שבב שלהם (SOC) כפתרון I/O אופטי. בנוסף, אינטל כבר מיישמת תהליכי ייצור פוטוניקה משולבת מהדור הבא להגדלת הביצועים ולהפחתת העלות. הצ'יפלט של אינטל מציין קפיצה קדימה בהעברת נתונים במהירות גבוהה. ככל שנוף תשתיות ה-AI מתפתח, אינטל נשארת בחזית, מובילה חדשנות ומעצבת את עתיד הקישוריות.
