Intel präsentiert bahnbrechendes optisches Recheninterconnect-Chiplet, revolutioniert die Datenübertragung in der KI

Intel Corporation (INTC ) hat einen revolutionären Meilenstein in der integrierten Photoniktechnologie erreicht. Integrierte Photoniktechnologie beinhaltet die Integration von photonischen Geräten, wie Lasern, Modulatoren und Detektoren, auf einem einzigen Mikrochip unter Verwendung von Halbleiterfertigungstechniken, die ähnlich wie bei elektronischen integrierten Schaltkreisen sind. Diese Technologie ermöglicht die Manipulation und Übertragung von Lichtsignalen auf mikroskopischer Ebene, was erhebliche Vorteile in Bezug auf Geschwindigkeit, Bandbreite und Energieeffizienz gegenüber herkömmlichen elektronischen Schaltkreisen bietet.

Heute stellte Intel das erste vollständig integrierte optische Recheninterconnect (OCI)-Chiplet vor, das mit einem Intel-CPU-Chip bei der Optical Fiber Communication Conference (OFC) 2024 co-verpackt wurde. Dieses OCI-Chiplet, das für die Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung konzipiert ist, markiert einen bedeutenden Fortschritt bei Hochbandbreiten-Interconnects, die darauf abzielen, die KI-Infrastruktur in Rechenzentren und Hochleistungsrechnern (HPC) zu verbessern.

Schlüsselmerkmale und Fähigkeiten:

1. Hohe Bandbreite und geringer Energieverbrauch:
   • Unterstützt 64 Kanäle mit 32 Gbps Datenübertragung in jede Richtung.
   • Ermöglicht bis zu 4 Terabit pro Sekunde (Tbps) bidirektionale Datenübertragung.
   • Energieeffizient, verbraucht nur 5 Pikojoule (pJ) pro Bit im Vergleich zu steckbaren optischen Transceiver-Modulen bei 15 pJ/Bit.
2. Erweiterter Reichweite und Skalierbarkeit:
   • Kann Daten über bis zu 100 Meter mithilfe von Glasfasern übertragen.
   • Unterstützt zukünftige Skalierbarkeit für CPU/GPU-Cluster-Verbindungen und neue Rechenarchitekturen, einschließlich kohärenter Speichererweiterung und Ressourcenaufteilung.
3. Verbesserte KI-Infrastruktur:
   • Begegnet den wachsenden Anforderungen an die KI-Infrastruktur für höhere Bandbreite, geringeren Energieverbrauch und größere Reichweite.
   • Ermöglicht die Skalierbarkeit von KI-Plattformen, unterstützt größere Verarbeitungseinheiten-Cluster und effizientere Ressourcenausnutzung.

Technische Fortschritte:

• Integrierte Silizium-Photonik-Technologie: Kombiniert einen Silizium-Photonik-Schaltkreis (PIC) mit einem elektrischen IC, mit auf dem Chip integrierten Lasern und optischen Verstärkern.
• Hohe Datenübertragungsqualität: Demonstriert mit einer Verbindung zwischen einem Sender (Tx) und einem Empfänger (Rx) über ein einzelnes Modus-Faser-Patchkabel, mit einem 32 Gbps Tx-Auge-Diagramm mit starker Signalqualität.
• Dichte Wellenlängen-Multiplexing (DWDM): Nutzt acht Faserpaare, von denen jedes acht DWDM-Wellenlängen überträgt, für einen effizienten Datentransfer.

Auswirkungen auf KI und Rechenzentren:

• Beschleunigt ML-Workloads: Ermöglicht signifikante Leistungsverbesserungen und Energieeinsparungen in der KI/ML-Infrastruktur.
• Behebt elektrische I/O-Einschränkungen: Bietet eine überlegene Alternative zu elektrischen I/O, die in Reichweite und Bandbreitendichte begrenzt ist.
• Unterstützt aufkommende KI-Workloads: Wesentlich für die Bereitstellung größerer und effizienterer maschineller Lernalgorithmen.

Zukünftige Perspektiven:

• Prototyp-Phase: Intel arbeitet derzeit mit ausgewählten Kunden zusammen, um OCI mit ihren System-on-Chips (SoCs) als optische I/O-Lösung zu verpacken.
• Weiterhin Innovation: Intel entwickelt nächste Generationen von 200G/Lane-PICs für aufkommende 800 Gbps- und 1,6 Tbps-Anwendungen, zusammen mit Fortschritten in der Leistung von auf dem Chip integrierten Lasern und SOA.

Intels Führungsrolle in der Silizium-Photonik:

• Bewährte Zuverlässigkeit und Volumenproduktion: Über 8 Millionen PICs ausgeliefert, mit über 32 Millionen auf dem Chip integrierten Lasern, was die branchenführende Zuverlässigkeit unterstreicht.
• Fortgeschrittene IntegrationsTechniken: Hybrid-Laser-auf-Wafer-Technologie und direkte Integration bieten überlegene Leistung und Effizienz.

Intels OCI-Chiplet stellt einen bedeutenden Schritt nach vorne in der Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung dar, bereit, die KI-Infrastruktur und -Konnetivität zu revolutionieren.