Intel stellt bahnbrechendes optisches Compute-Interconnect-Chiplet vor und revolutioniert die KI-Datenübertragung

Intel Corporation hat einen revolutionären Meilenstein erreicht in Integrierte Photonik-Technologie, Bei der integrierten Photonik-Technologie werden photonische Geräte wie Laser, Modulatoren und Detektoren auf einem einzigen Mikrochip integriert. Dabei kommen Halbleiterfertigungstechniken zum Einsatz, die denen für elektronische integrierte Schaltkreise ähneln. Diese Technologie ermöglicht die Manipulation und Übertragung von Lichtsignalen im Mikromaßstab und bietet im Vergleich zu herkömmlichen elektronischen Schaltkreisen erhebliche Vorteile in Bezug auf Geschwindigkeit, Bandbreite und Energieeffizienz.

Heute stellte Intel den ersten vollständig integrierten Optical Compute Interconnect (OCI) Chiplet vor, der zusammen mit einer Intel CPU auf der Konferenz zur optischen Glasfaserkommunikation (OFC) 2024. Dieses für die Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung entwickelte OCI-Chiplet stellt einen bedeutenden Fortschritt bei Verbindungen mit hoher Bandbreite dar und zielt darauf ab, die KI-Infrastruktur in Rechenzentren und Hochleistungsrechneranwendungen (HPC) zu verbessern.

Hauptmerkmale und Fähigkeiten:

1. Hohe Bandbreite und geringer Stromverbrauch:
   • Unterstützt 64 Kanäle mit 32 Gbit/s Datenübertragung in jede Richtung.
   • Erreicht bis zu 4 Terabit pro Sekunde (Tbps) bidirektionale Datenübertragung.
   • Energieeffizient, verbraucht nur 5 Picojoule (pJ) pro Bit im Vergleich zu steckbaren optischen Transceivermodulen mit 15 pJ/Bit.
2. Erweiterte Reichweite und Skalierbarkeit:
   • Ermöglicht die Datenübertragung über eine Distanz von bis zu 100 Metern mithilfe von Glasfaser.
   • Unterstützt zukünftige Skalierbarkeit für CPU/GPU-Clusterkonnektivität und neue Computerarchitekturen, einschließlich kohärenter Speichererweiterung und Ressourcenaufteilung.
3. Verbesserte KI-Infrastruktur:
   • Bewältigt die wachsenden Anforderungen der KI-Infrastruktur nach höherer Bandbreite, geringerem Stromverbrauch und größerer Reichweite.
   • Erleichtert die Skalierbarkeit von KI-Plattformen, unterstützt größere Verarbeitungseinheitscluster und eine effizientere Ressourcennutzung.

Technische Fortschritte:

• Integrierte Silizium-Photonik-Technologie: Kombiniert einen integrierten Silizium-Photonik-Schaltkreis (PIC) mit einem elektrischen IC und verfügt über On-Chip-Laser und optische Verstärker.
• Hohe Datenübertragungsqualität: Demonstriert mit einer Sender- (Tx) und Empfänger- (Rx) Verbindung über ein Singlemode-Glasfaser-Patchkabel (SMF). Zeigt ein 32-Gbit/s-Tx-Augendiagramm mit starker Signalqualität.
• Dichtes Wellenlängenmultiplex (DWDM): Verwendet acht Glasfaserpaare, von denen jedes acht DWDM-Wellenlängen überträgt, für eine effiziente Datenübertragung.

Auswirkungen auf KI und Rechenzentren:

• Steigert die ML-Workload-Beschleunigung: Ermöglicht erhebliche Leistungsverbesserungen und Energieeinsparungen in der KI/ML-Infrastruktur.
• Behebt elektrische E/A-Einschränkungen: Bietet eine bessere Alternative zu elektrischen E/A, deren Reichweite und Bandbreitendichte begrenzt ist.
• Unterstützt neue KI-Workloads: Unverzichtbar für die Bereitstellung größerer und effizienterer Modelle für maschinelles Lernen.

Zukunftsaussichten:

• Prototyp-Phase: Intel arbeitet derzeit mit ausgewählten Kunden daran, OCI zusammen mit ihren System-on-Chips (SoCs) als optische E/A-Lösung zu verpacken.
• Kontinuierliche Innovation: Intel entwickelt 200G/Lane-PICs der nächsten Generation für aufkommende 800-Gbit/s- und 1.6-Tbit/s-Anwendungen und sorgt gleichzeitig für Fortschritte bei der On-Chip-Laser- und SOA-Leistung.

Intels Führungsrolle in der Siliziumphotonik:

• Bewährte Zuverlässigkeit und Serienproduktion: Über 8 Millionen ausgelieferte PICs mit über 32 Millionen integrierten On-Chip-Lasern, die eine branchenführende Zuverlässigkeit demonstrieren.
• Erweiterte Integrationstechniken: Hybride Laser-on-Wafer-Technologie und direkte Integration sorgen für überlegene Leistung und Effizienz.

Intels OCI-Chiplet stellt einen bedeutenden Fortschritt bei der Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung dar und ist bereit, die KI-Infrastruktur und -Konnektivität zu revolutionieren.