英特尔在硅光集成技术上取得了突破，用于高速数据传输。2024年光纤通信大会（OFC）上面，英特尔硅光集成解决方案（IPS）该团队展示了行业领先、完全集成的OCI(光学计算互连)芯粒。该芯粒与英特尔CPU包装在一起，可以运行真实数据，双向数据传输速度为4 Tbps。在新兴的人工智能基础设施中，英特尔为数据中心和HPC应用创建的OCI芯粒实现了光学I/O(输入/输出)共包装，促进了高带宽互连技术的创新。英特尔硅光集成解决方案团队产品管理和战略高级总监Thomasas Liljeberg说：“服务器之间的数据传输正在增加，今天的数据中心基础设施令人尴尬。目前的解决方案正在迅速接近电气I/O性能的实际极限。然而，随着英特尔的突破，客户可以将硅光共封互连方案无缝集成到下一代计算系统中。英特尔的OCI芯粒大大提高了带宽，降低了功耗，延长了传输距离，有助于加快机器学习负荷，进而促进高性能人工智能基础设施的创新。OCI芯粒可单向支持64个32Gbps，光纤最长可达100米 该通道有望满足人工智能基础设施对更高带宽、更低功耗和更长传输距离日益增长的需求。它将有助于实现可扩展的CPU和GPU集群连接，以及新的计算架构，包括一致的内存扩展和资源解聚。人工智能应用程序正在全球范围内得到越来越多的部署，最近大语言模型和生成人工智能的发展正在加速这一趋势。对于人工智能负载加速的新需求，更大、更高效的机器学习模型将发挥关键作用。未来的计算平台需要扩展到人工智能，因此需要指数级的I/O带宽和更长的传输距离来支持更大的处理器（CPU、GPU和IPU）XPU解聚、内存池化等更高效的集群和资源利用架构（memory pooling）。电气I/O(即铜线连接)带宽密度高，功耗低，但传输距离短至不超过一米。可插拔光收发器模块用于数据中心和早期人工智能集群可以延长传输距离，但其成本和功耗在人工智能工作负荷的扩展需求方面是不可持续的。XPU光电共封I/O解决方案 支持更高的带宽，同时提高能效比，减少延迟，延长传输距离，从而满足人工智能和机器学习基础设施的扩展需求。例如，在CPU和GPU中，用光学I/O代替电气I/O进行数据传输就像从使用马车（容量和距离有限）到使用汽车和卡车（数量更大、距离更远）。光学 I/O 在性能和能耗方面，解决方案实现了这一水平的提高，从而有助于人工智能的扩展。△在完全集成的OCI芯粒中，英特尔采用了实际验证的硅光子技术，集成了包含片上激光器的硅光子集成电路（PIC）、光放大器和电子集成电路。在2024年光纤通信大会上，英特尔展示了OCI芯片，它与自己的CPU封装在一起，但它也可以与下一代CPU保持联系、GPU、IPU等SOC(系统级芯片)集成。这个完全集成的OCI芯粒的双向数据传输速度为4 Tbps，并与第五代PCIE兼容。在2024年光纤通信大会现场，通过单模光纤展示实时光学链路（SMF）跳线（patch cord）发射器在两个CPU平台之间实现（Tx）和接收器（Rx）互连。CPU生成并测量比特误码率（BER）。英特尔还展示了发射器的光谱（optical spectrum），包括单光纤上200GHz间隔的八个波长，以及32Gbps发射器的眼图（eye diagram），说明信号质量很强。目前，该芯片单向支持64个32Gbps 传输距离为100米(由于传输延迟，实际应用中距离可能只有几十米)。它使用8对光纤，每个8波长密集波分复用（DWDM）。这种共包装解决方案也非常节能，功耗仅为每比特5皮焦耳（pJ），可插拔光收发器模块的功耗约为每比特15皮焦耳。超高的能效对于数据中心和HPC环境非常重要，有助于解决人工智能应用的高能耗问题，提高可持续性。在硅光子领域，英特尔研究院已经深耕25多年，是硅光集成的先驱和领导者。该行业率先开发并向大型云服务提供商批量交付硅光子连接器件，这些产品具有领先的可靠性。英特尔的主要区别在于其直接集成技术，结合晶圆上的激光混合集成技术，可以提高良率，降低成本。这种独特的方法使英特尔能够在保持高能效比的同时实现卓越的性能。英特尔依托强大的量产平台，出货了800多万个硅光子集成电路，包括3200万个集成激光器和时基故障率（FIT）小于0.1。时基故障率是一种广泛使用的测量可靠性的方法，反映了故障率和故障次数。这些硅光子集成电路包装在可插拔收发器模块中，部署在超大型云服务提供商的大型数据中心网络中，传输速率需求高达100、200和400 应用Gbps。面向传输速率的需求是800 Gbps和1.6 200G/通道的硅光子集成电路正在开发Tbps的新兴应用。英特尔还在探索具有先进设备性能、密度高、耦合性好、经济性大大提高的新型硅光子制造工艺节点。英特尔将继续在片上激光和性能，降低芯片面积的成本 40% 以上)和功耗(减少 15% 以上)等方面取得进展。目前，英特尔开发的OCI芯片仍处于技术原型（prototype）阶段。作为光学I/O的解决方案，英特尔正在与客户合作，开发共封OCI和客户SOC。高速数据传输技术的进步是英特尔的OCI芯片。随着人工智能基础设施的不断发展，英特尔将继续推动前沿技术创新，探索未来的连接技术。