光芯片之争，愈演愈烈

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AMD 本周宣布收购光子芯片初创公司Enosemi，正式加入共封装光学竞赛。

House of Zen 旨在将该技术融入其下一代机架式系统，以便在人工智能领域更好地与竞争对手 Nvidia 竞争。

与铜互连或走线相比，共封装光学器件具有许多优势，包括更高的带宽、更低的延迟和更低的功耗。

顾名思义，这些改进通常是通过将光子芯片或中介层与计算芯片一起封装来实现的，通过光纤而不是铜线传输信号。

在人工智能蓬勃发展的背景下，人们对这项技术的兴趣激增，因为芯片设计师和系统制造商一直在努力解决传统铜缆的有限覆盖范围和带宽以及高性能可插拔光学器件不断增长的功率需求。

AMD 在共封装光学器件领域稍晚了一步。英特尔和博通多年来一直在探索这项技术，而在今年春季的 GTC 大会上，Nvidia发布了两款将在今年晚些时候开始采用该技术的网络交换机。

照亮未来之路

AMD 可能计划在未来的机架级设计中使用 Enosemi 的 IP。然而，我们尚不清楚该光子技术将如何以及在何处集成。

但AMD的高管此前曾讨论过将光子芯片集成到其 MI300 系列芯片等芯片中以提高带宽。

现代 GPU 通常具有极高性能的互连技术，例如 Nvidia 的 NVLink 或 AMD 的 Infinity Fabric，使满满一机架的芯片能够像一个大型机架一样运行。然而，要实现这一点，这些互连需要以每秒数百甚至数千 GB 的速度传输数据。

由于这些纵向扩展互连依赖于铜线或线缆，其覆盖范围最多只有几英尺。如果你曾经好奇过，为什么 Nvidia 的 NVL72 系统的 NVLink 交换机要将计算刀片服务器分开，而不是全部放在顶部，原因就在这里。

光纤互连则不受此限制。您的扩展网络不再局限于机架，而是可以将一整排 GPU 整合在一起。

棘手的是让光子学速度足够快，以证明其更高的功耗是合理的。

AMD 高级副总裁兼院士 Sam Naffziger 在去年的一段视频中解释道:“你需要集成光学元件，因为你需要巨大的带宽。因此，你需要低能耗，而封装内芯片是实现最低能耗接口的方法。” 他还表示，向共封装光学元件的转变“即将到来”。

因此，除非您确实需要带宽和覆盖范围，否则铜线可能仍然是更好的选择。

CPO 的权力游戏

这就是为什么 Nvidia 坚持在其机架级系统内使用铜互连的原因。选择光纤互连会使功率预算再增加 20 千瓦。

相反，Nvidia 的目标是在横向扩展网络中使用 CPO，将多个 HGX GPU 节点或 NVL72 机架拼接成一个大规模集群进行训练。

在 GTC 大会上，这家 GPU 巨头预告了其下一代 Spectrum 以太网和 Quantum InfiniBand 交换机，它们将摒弃可插拔式光模块，转而采用集成光子学。但这些设计并非追求更长的传输距离或更高的带宽，而是旨在抑制用于将电信号转换为光信号的光插拔式光模块的功耗。

每个可插拔设备都可以消耗 20W 至 40W 的功率，当每个交换机上有 64 至 512 个可插拔设备时，功率就会迅速增加。

Nvidia 的设计消除了对这些可插拔设备的需要——至少在交换机端是这样——这使得光纤电缆可以直接插入交换机的前端。Nvidia 认为，这可以降低功耗并消除故障源。

NVIDIA 网络高级副总裁 Gilad Shainer 在今年春季 GTC 大会前表示:“通过集成光学技术，我们将功耗降低了近 3.5 倍。”

竞争激烈

虽然 Nvidia 的首款共封装光交换机要到今年晚些时候才会上市，但博通多年来一直致力于 CPO 交换机的生产。第一代交换机由腾讯采用，但现在像 Micas Networks 这样的公司正在提供基于博通 51.2 Tbps Bailly CPO 交换机平台的交换机。

博通也在尝试将该技术应用于扩展网络。在去年的Hot Chips大会上，博通声称已将GPU与一个能够实现1.6TB/s无差错双向带宽的光学芯片集成在一起。

与此同时，Celestial AI、Lightmatter 和 Ayar Labs 等初创公司继续推进自己的 CPO 芯片和光学中介层设计。

然而，尽管 CPO 继续受到芯片制造商的青睐，但它仍处于起步阶段，人们仍然担心其可靠性、可维护性以及与这种紧密集成的技术相关的整体爆炸半径。

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