刚刚！全球首个支持AI的集成光学OCI小芯片亮相，面积减少40%、传输速度高达32Gbps｜钛媒体AGI

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文章摘要

英特尔在2024年光纤通信大会上展示了全球首个完全集成的光学计算互连（OCI）Chiplet，该技术与英特尔CPU封装在一起，运行真实数据。这款OCI小芯片在最长100米的光纤上支持64个通道，每个通道的数据传输速度高达32千兆位/秒，单向64个通道的总数据传输速度可达2048Gbps。这一技术突破有望满足AI基础设施对更高带宽、更低功耗和更长传输距离的需求，支持未来CPU/GPU集群连接和新型计算架构的可扩展性。

英特尔硅光集成解决方案团队产品管理与战略高级总监Thomas Liljeberg表示，随着服务器之间数据传输的不断增加，现有的数据中心基础设施已经难以承受。传统的电气I/O性能正接近实际极限，而英特尔的OCI小芯片通过硅光共封互连方案，大大提高了带宽、降低了功耗并延长了传输距离，有助于加速机器学习工作负载，推动高性能AI基础设施创新。

英特尔OCI产品的研发始于英特尔实验室超过25年的内部研究成果，该实验室开创了集成光子学。英特尔已成为全球第一家开发并向主要云服务提供商批量交付具有业界领先可靠性的硅光子连接产品的公司。随着AI应用的全球部署日益广泛，AI大语言模型和生成式AI的最新发展正在加速这一趋势。更大、更高效的机器学习模型以及未来的AI计算平台需要面向AI实现扩展，从而需要指数级提升的I/O带宽和更长的传输距离。

电气I/O虽然带宽密度高且功耗低，但传输距离短至不超一米。而数据中心和早期AI集群中使用的可插拔光收发器模块虽然可以延长传输距离，但其成本和功耗在AI工作负载的扩展需求面前不可持续。英特尔的OCI小芯片等光学I/O解决方案可以在提高能效比、降低延迟和延长传输距离的同时，支持更高的带宽，满足AI和机器学习基础设施的扩展需求。

英特尔的主要差异化优势在于其直接集成技术，结合晶圆上激光器混合集成技术，可提高良率并降低成本。这一独特的方法使英特尔能够在实现卓越性能的同时保持高能效比。自2016年至今，英特尔已出货超过800万个硅光子集成电路，包含多达3200万个片上集成激光器，时基故障率小于0.1，嵌入主要超大规模云服务提供商部署的可插拔收发器模块中。

在此次光纤通信大会上，英特尔展示了与自家CPU封装在一起的OCI小芯片，但它也能与下一代CPU、GPU、IPU等SOC集成。这一完全集成的OCI小芯片的双向数据传输速度达4Tbps，并兼容第五代PCIe存储。英特尔还展示了发射器的光谱，包括单一光纤上200GHz间隔的八个波长，以及32Gbps发射器眼图，表明信号质量很强。OCI目前单向支持64个32Gbps通道，传输距离达100米，采用8对光纤，每根8波长密集波分复用。

这种共封装解决方案非常节能，功耗仅为每比特5皮焦耳，而可插拔光收发器模块的功耗大约为每比特15皮焦耳，实现了超高的能效。这些硅光子集成电路被封装在可插拔收发器模块中，部署于超大规模云服务提供商的大型数据中心网络中，用于传输速率需求高达100、200和400 Gbps的应用。面向传输速率需求达800 Gbps和1.6 Tbps的新兴应用，速度达200G/通道的硅光子集成电路正在开发中。

英特尔表示，对于这款OCI的未来发展有两个方向：一是在制造技术上不断优化，利用IDM 2.0模式的芯片工厂，探索新的硅光子制造工艺节点，提高器件性能、密度、耦合性，并大幅提高经济性；二是与客户共建新的解决方案，将OCI与他们的SoC一起封装，作为光学I/O解决方案。随着AI基础设施的不断发展，英特尔将继续推动前沿技术创新，探索面向未来的连接技术。