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AMD 本周宣布收購光子芯片初創(chuàng)公司Enosemi，正式加入共封裝光學(xué)競賽。

House of Zen 旨在將該技術(shù)融入其下一代機(jī)架式系統(tǒng)，以便在人工智能領(lǐng)域更好地與競爭對手 Nvidia 競爭。

與銅互連或走線相比，共封裝光學(xué)器件具有許多優(yōu)勢，包括更高的帶寬、更低的延遲和更低的功耗。

顧名思義，這些改進(jìn)通常是通過將光子芯片或中介層與計(jì)算芯片一起封裝來實(shí)現(xiàn)的，通過光纖而不是銅線傳輸信號。

在人工智能蓬勃發(fā)展的背景下，人們對這項(xiàng)技術(shù)的興趣激增，因?yàn)樾酒O(shè)計(jì)師和系統(tǒng)制造商一直在努力解決傳統(tǒng)銅纜的有限覆蓋范圍和帶寬以及高性能可插拔光學(xué)器件不斷增長的功率需求。

AMD 在共封裝光學(xué)器件領(lǐng)域稍晚了一步。英特爾和博通多年來一直在探索這項(xiàng)技術(shù)，而在今年春季的 GTC 大會上，Nvidia發(fā)布了兩款將在今年晚些時候開始采用該技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。

照亮未來之路

AMD 可能計(jì)劃在未來的機(jī)架級設(shè)計(jì)中使用 Enosemi 的 IP。然而，我們尚不清楚該光子技術(shù)將如何以及在何處集成。

但AMD的高管此前曾討論過將光子芯片集成到其 MI300 系列芯片等芯片中以提高帶寬。

現(xiàn)代 GPU 通常具有極高性能的互連技術(shù)，例如 Nvidia 的 NVLink 或 AMD 的 Infinity Fabric，使?jié)M滿一機(jī)架的芯片能夠像一個大型機(jī)架一樣運(yùn)行。然而，要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，這些互連需要以每秒數(shù)百甚至數(shù)千 GB 的速度傳輸數(shù)據(jù)。

由于這些縱向擴(kuò)展互連依賴于銅線或線纜，其覆蓋范圍最多只有幾英尺。如果你曾經(jīng)好奇過，為什么 Nvidia 的 NVL72 系統(tǒng)的 NVLink 交換機(jī)要將計(jì)算刀片服務(wù)器分開，而不是全部放在頂部，原因就在這里。

光纖互連則不受此限制。您的擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)不再局限于機(jī)架，而是可以將一整排 GPU 整合在一起。

棘手的是讓光子學(xué)速度足夠快，以證明其更高的功耗是合理的。

AMD 高級副總裁兼院士 Sam Naffziger 在去年的一段視頻中解釋道:“你需要集成光學(xué)元件，因?yàn)槟阈枰薮蟮膸挕Ｒ虼耍阈枰湍芎模庋b內(nèi)芯片是實(shí)現(xiàn)最低能耗接口的方法。” 他還表示，向共封裝光學(xué)元件的轉(zhuǎn)變“即將到來”。

因此，除非您確實(shí)需要帶寬和覆蓋范圍，否則銅線可能仍然是更好的選擇。

CPO 的權(quán)力游戲

這就是為什么 Nvidia 堅(jiān)持在其機(jī)架級系統(tǒng)內(nèi)使用銅互連的原因。選擇光纖互連會使功率預(yù)算再增加 20 千瓦。

相反，Nvidia 的目標(biāo)是在橫向擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)中使用 CPO，將多個 HGX GPU 節(jié)點(diǎn)或 NVL72 機(jī)架拼接成一個大規(guī)模集群進(jìn)行訓(xùn)練。

在 GTC 大會上，這家 GPU 巨頭預(yù)告了其下一代 Spectrum 以太網(wǎng)和 Quantum InfiniBand 交換機(jī)，它們將摒棄可插拔式光模塊，轉(zhuǎn)而采用集成光子學(xué)。但這些設(shè)計(jì)并非追求更長的傳輸距離或更高的帶寬，而是旨在抑制用于將電信號轉(zhuǎn)換為光信號的光插拔式光模塊的功耗。

每個可插拔設(shè)備都可以消耗 20W 至 40W 的功率，當(dāng)每個交換機(jī)上有 64 至 512 個可插拔設(shè)備時，功率就會迅速增加。

Nvidia 的設(shè)計(jì)消除了對這些可插拔設(shè)備的需要——至少在交換機(jī)端是這樣——這使得光纖電纜可以直接插入交換機(jī)的前端。Nvidia 認(rèn)為，這可以降低功耗并消除故障源。

NVIDIA 網(wǎng)絡(luò)高級副總裁 Gilad Shainer 在今年春季 GTC 大會前表示:“通過集成光學(xué)技術(shù)，我們將功耗降低了近 3.5 倍。”

競爭激烈

雖然 Nvidia 的首款共封裝光交換機(jī)要到今年晚些時候才會上市，但博通多年來一直致力于 CPO 交換機(jī)的生產(chǎn)。第一代交換機(jī)由騰訊采用，但現(xiàn)在像 Micas Networks 這樣的公司正在提供基于博通 51.2 Tbps Bailly CPO 交換機(jī)平臺的交換機(jī)。

博通也在嘗試將該技術(shù)應(yīng)用于擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)。在去年的Hot Chips大會上，博通聲稱已將GPU與一個能夠?qū)崿F(xiàn)1.6TB/s無差錯雙向帶寬的光學(xué)芯片集成在一起。

與此同時，Celestial AI、Lightmatter 和 Ayar Labs 等初創(chuàng)公司繼續(xù)推進(jìn)自己的 CPO 芯片和光學(xué)中介層設(shè)計(jì)。

然而，盡管 CPO 繼續(xù)受到芯片制造商的青睞，但它仍處于起步階段，人們?nèi)匀粨?dān)心其可靠性、可維護(hù)性以及與這種緊密集成的技術(shù)相關(guān)的整體爆炸半徑。

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