Помимо дополнительных подробностей о производстве чипов, интеграции и развитии Custom-HBM, TSMC на форуме Open Innovation Platform Ecosystem Forum рассказала, как собирается двигать вперед оптические технологии передачи данных.
Кремниевую фотонику инженеры развивают десятилетиями. Intel и NVIDIA регулярно подчеркивают, что оптика дает преимущества даже на сверхкоротких трассах. Все, что уже давно работает в сетях на большие расстояния, со временем должно перейти и в область межкристальных связей — вплоть до уровня корпусировки.
Производители выжали из медных межсоединений почти максимум. То, что еще недавно казалось невозможным, сегодня работает в NVL72: в 18 узлах NVIDIA напрямую объединяет 72 GPU Blackwell по NVLink и получает двунаправленную полосу 1,8 ТБ/с — это 18 линий по 100 ГБ/с. Но даже такие медные линии при таких скоростях — временное решение, и переход на оптику неизбежен.
TSMC хочет подготовить партнеров заранее и развивает технологии вместе с клиентами.
От меди к оптике: три ступени интеграции
Текущие медные связи работают с энергией >30 пДж/бит. На первом этапе TSMC предлагает интегрировать оптические движки (Optical Engines) прямо на плату — например, через чиплет OCI (Optical Compute Interconnect). Латентность при этом не падает, зато энергозатраты снижаются до >10 пДж/бит.
Вторая ступень — то, что уже делает NVIDIA в своих оптических коммутаторах. Broadcom идет тем же путем. Они размещают оптические элементы на уровне подложки, и TSMC участвует в этих разработках. Энергопотребление падает до >5 пДж/бит, а расстояние между коммутатором и оптическим модулем сокращается до ~10 мм. Благодаря короткой трассе и отсутствию лишних интерфейсных уровней задержка падает почти в десять раз.
Третья ступень — интеграция логики и оптики на одном интерпозере. Кристаллы располагают ближе чем на 1 мм друг к другу; это снова уменьшает задержку примерно вдвое и снижает энергопотребление канала до >2 пДж/бит.
Плюсы и минусы оптики
Оптические межсоединения дают ряд ключевых преимуществ:
- многократный рост пропускной способности на ту же физическую площадь
- минимальные потери сигнала и устойчивость к помехам
- лучшая масштабируемость для суперкомпьютеров и датацентров
- снижение энергопотерь, связанных с нагревом длинных медных линий
Но есть и серьезные минусы:
- высокая стоимость интеграции лазеров, модуляторов и фотодетекторов
- сложная и дорогая сборка, требующая точного позиционирования
- оптика пока дороже и труднее в обслуживании
- технология еще не поставлена на массовые рельсы для chip-to-chip
Поэтому электрические связи пока остаются стандартом, хотя оптика уже начинает занимать свою нишу — от межцентровых линий до узкоспециализированных высокопроизводительных систем.
Подписывайтесь на группу Hardwareluxx ВКонтакте и на наш канал в Telegram (@hardwareluxxrussia).