近日，美國(guó)半導(dǎo)體公司ADM賽靈思與加拿大光子互連解決方案提供商Ranovus共同展示了一款聯(lián)合封裝光學(xué)（CPO）系統(tǒng)，該系統(tǒng)模塊結(jié)合了前者 Odin Analog Drive CPO 2.0 和 Xilinx 以 800G速度運(yùn)行的 Versal ACAP的優(yōu)勢(shì)。Ranovus表示，新的CPO系統(tǒng)可以在不消耗太多電力的情況下，讓數(shù)據(jù)中心的人工智能 (AI) 工作負(fù)載運(yùn)行得更快，從而縮短成本。

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此舉使得Ranovus和賽靈思在證明了自身技術(shù)的同時(shí)，進(jìn)一步展示了共同封裝光學(xué)器件（即Odin描述中的“CPO”）是一個(gè)可以成功落地的概念。

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Ranovus總裁兼首席執(zhí)行官Hamid Arabzadeh說(shuō)：“聯(lián)合封裝正在順利進(jìn)行。這一趨勢(shì)有三個(gè)應(yīng)用目標(biāo)：1.幫助提高傳統(tǒng)以太網(wǎng)的性能 ；2.滿足人工智能訓(xùn)練日益增長(zhǎng)的需求 ；3.支持內(nèi)存和I/O分解的趨勢(shì)。”

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Odin是一種單片光電芯片，它結(jié)合了驅(qū)動(dòng)器和其他基于晶體管的電路、波導(dǎo)和激光器的多種特性。2021年底，Ranovus推出了2.0版本。

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Versal ACAP不僅僅是Xilinx的FPGA片上系統(tǒng) (SoC)。它還包含了可編程邏輯、處理器內(nèi)核、接口電路和其他支持功能。Xilinx將Versal稱為自適應(yīng)計(jì)算加速平臺(tái)或 ACAP，即通過(guò)強(qiáng)大的功能和靈活性來(lái)加速工作負(fù)載速度——特別是AI工作負(fù)載。

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Odin和Versal ACAP構(gòu)成的組合是CPO實(shí)例化的關(guān)鍵元素，該概念旨在解決數(shù)據(jù)中心面臨的多重挑戰(zhàn)。

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我們知道，隨著越來(lái)越多的數(shù)據(jù)量涌入，數(shù)據(jù)中心急需更快地處理這些海量數(shù)據(jù)。同時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸速率在增加數(shù)據(jù)中心的功耗也隨之增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)當(dāng)今數(shù)據(jù)中心架構(gòu)將在5到10年內(nèi)變得難以為繼。

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光子學(xué)可以實(shí)現(xiàn)以較小的功率傳送更多的數(shù)據(jù)。但對(duì)于數(shù)據(jù)中心來(lái)說(shuō)，任何微小的架構(gòu)調(diào)整都會(huì)“潛伏危機(jī)”，何況一旦利用光子學(xué)技術(shù)就不只是微小的架構(gòu)調(diào)整。對(duì)于光子供應(yīng)商來(lái)說(shuō)，已有不同的技術(shù)方法來(lái)構(gòu)建激光器和波導(dǎo)，但數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商客戶并不想“被迫從中做選擇”。更重要的是，他們不希望因此而被特定的供應(yīng)商所束縛——數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商希望在任何地方都實(shí)現(xiàn)即插即用。現(xiàn)在，CPO系統(tǒng)模塊的出現(xiàn)將能夠滿足他們的需求。

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2020年底，在開(kāi)放光互聯(lián)網(wǎng)論壇（OIF，Optical Internetworking Forum?）上，數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商及供應(yīng)商們發(fā)起了一項(xiàng)協(xié)同打包框架實(shí)施協(xié)議（IA），以“研究通信接口協(xié)同打包的應(yīng)用空間和相關(guān)技術(shù)”為由使用一個(gè)或多個(gè)?ASIC。

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2021年底，OIF定義了聯(lián)合封裝框架下的第一個(gè)項(xiàng)目：3.2T聯(lián)合封裝光模塊IA，該組織表示將“定義一個(gè)針對(duì)以太網(wǎng)的3.2T聯(lián)合封裝光模塊，利用100G電氣通道切換應(yīng)用?！本驮趲字芮?，OIF面向全球發(fā)布了聯(lián)合包裝框架文件，該組織希望鼓勵(lì)大家在聯(lián)合封裝模塊中進(jìn)行創(chuàng)新。

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在2022 OFC論壇中，賽靈思和Ranovus宣布了他們的聯(lián)合CPO演示。Ranovus表示：“我們需要高能效、高吞吐量和高密度的光互連從而構(gòu)建用于AI/ML平臺(tái)的CPO 2.0解決方案。”

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Arabzadeh提到，大量現(xiàn)有接口的最高容量約為 200G，而通過(guò)采用激光器直接嵌入IC硅基板，Odin在相同的占用空間內(nèi)可從800Gbps擴(kuò)展到 3.2Tbps。Arabzadeh相信該方法將是Ranovus的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)：從Ranovus量子點(diǎn)激光器開(kāi)始，到模塊能夠在單個(gè)封裝組件中為以太網(wǎng)交換機(jī)和ML/AI 硅提供Nx100Gbps PAM4光I/O通道的能力。

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賽靈思和Ranovus 表示，通過(guò)使用Versal Premium ACAP將光學(xué)器件集成到封裝中，能夠大幅降低功耗、簡(jiǎn)化電路板布線并降低成本。

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當(dāng)被問(wèn)及成本時(shí)，Arabzadeh表示，現(xiàn)有的400G模塊的價(jià)格約為每臺(tái)800 美元，或者每次展示性能耗費(fèi)約2美元。Ranovus還將通過(guò)其生產(chǎn)方法來(lái)控制成本，“一切都是晶圓級(jí)的，公司將會(huì)選擇晶圓上已知性能良好的裸片?！?/p>

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在功率方面，Arabzadeh提到，該模塊消耗大約4W，而模塊替換的電子設(shè)備大約消耗14W-17W。

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Ranovus還設(shè)計(jì)了有一個(gè)無(wú)集成激光器的芯片版本，并通過(guò)AMD演示的模塊針對(duì)AI工作負(fù)載進(jìn)行了優(yōu)化。

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關(guān)于CPO市場(chǎng)的第三次推力效益，Arabzadeh表示，Ranovus稍后將發(fā)布“關(guān)于具有池化內(nèi)存并依賴于CXL的分類服務(wù)器架構(gòu)的公告”。

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原文鏈接：

https://www.eETimes.com/amd-allies-with-ranovus-on-data-center-photonics-module/#

文：Brian Santo編譯：李每編輯：慕一
注：本文編譯自“?EETimes”，不代表量子前哨觀點(diǎn)。

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