2024 Hot Chips｜英特尔4Tbps光纤芯片 高速连接XPU

芝能智芯出品

近年来，随着数据中心和高性能计算领域的快速发展，计算架构不断创新。

为了满足日益增长的数据传输需求和芯片间连接的局限性，英特尔开发了一款全新的4Tbps（每秒4万亿比特）光纤芯片，专门用于XPU（可扩展处理单元）之间的连接，芯片间互连技术也在不断进步。

光纤芯片以其高速带宽为特色，光通信从传统的远程应用向数据中心内部短程高密度互连的转变。

通常情况下，光通信技术主要用于跨越长距离的数据传输，如城域网和骨干网。随着数据中心规模扩大和计算需求的增长，光通信在短距离芯片互连中的应用变得越来越重要。

英特尔的4Tbps光纤芯片正是这一趋势的产物，加快数据中心内部芯片间的通信速度和效率。

共封装光学（CPO）是光互连技术的一项重要创新，将光学元件直接集成在芯片封装内，而不是使用传统的独立光学模块。

英特尔的4Tbps光纤芯片采用了这种设计理念，将光学通信模块与电子集成电路（EIC）封装在一起，形成光芯片互连（OCI）模块。

通过这样的设计，光纤芯片能够直接与XPU连接，实现快速且低延迟的数据传输。

此外，英特尔展示的CPO技术还可应用于以太网网络中，特别是需要高带宽和低延迟数据传输的场景。

硅光子技术是英特尔光纤芯片的核心技术，通过在硅基板上集成光学组件，硅光子技术降低了制造成本并保持了高性能。

英特尔在其4Tbps光纤芯片中进一步强化了硅光子技术的应用，通过在CPO设计中集成激光器，避免了传统独立激光器模块的使用。

这不仅简化了设计，还提高了系统的可靠性和可扩展性。

英特尔的4Tbps光纤芯片通过一个集成的光学-电气模块（OCI模块）实现数据传输。

该模块集成了光学集成电路（PIC）和电子集成电路（EIC），支持高达4Tbps的光学通信能力，与主机的连接既可以是直接的，也可以通过统一芯片互连（UCIe）协议实现较慢的芯片间连接，为芯片间通信提供了更大的灵活性。

英特尔的4Tbps光纤芯片仍存在一些挑战，需要进一步降低功耗、成本和延迟，同时提供更高的带宽和密度。

如何在现有数据中心架构中无缝集成这种新型互连技术也是一个关键问题，随着未来更多光纤互连方案的出现，如何保持竞争优势成为英特尔需要考虑的问题。

英特尔的这一创新为未来数据中心和高性能计算系统的设计提供了新的方向。

通过从电缆连接转向光纤互连，数据中心的性能和扩展性将得到极大提升，意味着更高的计算速度和更低的延迟，还意味着更高的能效和更小的物理尺寸，从而推动整个行业向前发展。

英特尔的技术人员，在本次大会上也是努力展示自己的价值，这公司经营出现问题，得拿出干货来，4Tbps光纤芯片代表了芯片互连领域的突破。

通过采用共封装光学技术和集成激光器设计，极大地提升了XPU到XPU的连接性能，为未来的数据中心和高性能计算系统提供了一个更高效、更灵活的互连解决方案。