Разработан оптический интерпозер, существенно увеличивающий скорость вычислений высокопроизводительных процессоров

Сегодня межсоединения, соединяющие чиплеты на промежуточных устройствах, являются строго электрическими. Это высокоскоростные каналы связи с низким энергопотреблением по сравнению, скажем, с теми, что установлены на материнской плате. Но они не могут сравниться с безимпедансным протеканием фотонов через стекловолокно.

Passage сделан из 300-миллиметровой пластины из кремния, содержащей тонкий слой диоксида кремния прямо под поверхностью. Многополосный внешний лазерный чип обеспечивает излучение, который использует Passage. Промежуточный модуль содержит технологию, которая может принимать электрический сигнал от стандартной системы ввода-вывода микросхемы, называемой сериализатором/десериализатором или SerDes. Таким образом, Passage совместим с готовыми кремниевыми процессорными чипами и не требует фундаментальных изменений в конструкции чипа.

Из SerDes сигнал поступает в набор приемопередатчиков, называемых кольцевыми резонаторами, которые кодируют биты в лазерном свете разной длины волны. Затем мультиплексор объединяет длины волн света в оптическую схему, где данные направляются с помощью интерферометров и других кольцевых резонаторов.

Изображение: Вычислительные чипы расположены поверх оптического разделителя. Lightmatter

С помощью оптической схемы данные могут быть отправлены с процессора через один из восьми оптоволоконных массивов, расположенных с противоположных сторон корпуса микросхемы. Или данные могут быть перенаправлены обратно на другой чип в том же процессоре. В любом случае процесс выполняется в обратном порядке: свет мультиплексируется и преобразуется обратно в электричество с помощью фотодетектора и трансимпедансного усилителя.

Прямое соединение между любыми чипами в процессоре устраняет задержки и экономит энергию по сравнению с типичной электрической схемой, которая часто ограничена периметром кристалла.

Стартапы в области фотонных межсоединений основаны на предположении, что эти ограничения должны быть устранены, чтобы будущие системы могли соответствовать растущим вычислительным требованиям искусственного интеллекта. Многие процессоры в центре обработки данных должны будут работать над задачей одновременно. Но передавать данные между ними на расстояние в несколько метров с помощью электричества было бы «физически невозможно», добавляет он, а также невероятно дорого.

“Требования к энергопотреблению становятся слишком высокими для того, для чего были построены центры обработки данных”, —говорит генеральный директор Lightmatter Ник Харрис. Он утверждает, что переход может позволить центру обработки данных использовать от одной шестой до одной двадцатой энергии больше, при этом эффективность повышается по мере увеличения размера центра обработки данных. Однако экономия энергии, которую делают возможной фотонные межсоединения, не приведет к тому, что центры обработки данных в целом будут потреблять меньше энергии, говорит он. Вместо того чтобы сократить потребление энергии, они, скорее всего, будут потреблять столько же энергии, но только при выполнении более сложных задач.

Сообщение Разработан оптический интерпозер, существенно увеличивающий скорость вычислений высокопроизводительных процессоров появились сначала на Время электроники.