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

House of Zen 旨在將該技術融入其下一代機架式系統，以便在人工智能領域更好地與競爭對手 Nvidia 競爭。

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

顧名思義，這些改進通常是通過將光子芯片或中介層與計算芯片一起封裝來實現的，通過光纖而不是銅線傳輸信號。

在人工智能蓬勃發展的背景下，人們對這項技術的興趣激增，因為芯片設計師和系統制造商一直在努力解決傳統銅纜的有限覆蓋范圍和帶寬以及高性能可插拔光學器件不斷增長的功率需求。

AMD 在共封裝光學器件領域稍晚了一步。英特爾和博通多年來一直在探索這項技術，而在今年春季的 GTC 大會上，Nvidia發布了兩款將在今年晚些時候開始采用該技術的網絡交換機。

照亮未來之路

AMD 可能計劃在未來的機架級設計中使用 Enosemi 的 IP。然而，我們尚不清楚該光子技術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。

現代 GPU 通常具有極高性能的互連技術，例如 Nvidia 的 NVLink 或 AMD 的 Infinity Fabric，使滿滿一機架的芯片能夠像一個大型機架一樣運行。然而，要實現這一點，這些互連需要以每秒數百甚至數千 GB 的速度傳輸數據。

由于這些縱向擴展互連依賴于銅線或線纜，其覆蓋范圍最多只有幾英尺。如果你曾經好奇過，為什么 Nvidia 的 NVL72 系統的 NVLink 交換機要將計算刀片服務器分開，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。您的擴展網絡不再局限于機架，而是可以將一整排 GPU 整合在一起。

棘手的是讓光子學速度足夠快，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:“你需要集成光學元件，因為你需要巨大的帶寬。因此，你需要低能耗，而封裝內芯片是實現最低能耗接口的方法。” 他還表示，向共封裝光學元件的轉變“即將到來”。

因此，除非您確實需要帶寬和覆蓋范圍，否則銅線可能仍然是更好的選擇。

CPO 的權力游戲

這就是為什么 Nvidia 堅持在其機架級系統內使用銅互連的原因。選擇光纖互連會使功率預算再增加 20 千瓦。

相反，Nvidia 的目標是在橫向擴展網絡中使用 CPO，將多個 HGX GPU 節點或 NVL72 機架拼接成一個大規模集群進行訓練。

在 GTC 大會上，這家 GPU 巨頭預告了其下一代 Spectrum 以太網和 Quantum InfiniBand 交換機，它們將摒棄可插拔式光模塊，轉而采用集成光子學。但這些設計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換為光信號的光插拔式光模塊的功耗。

每個可插拔設備都可以消耗 20W 至 40W 的功率，當每個交換機上有 64 至 512 個可插拔設備時，功率就會迅速增加。

Nvidia 的設計消除了對這些可插拔設備的需要——至少在交換機端是這樣——這使得光纖電纜可以直接插入交換機的前端。Nvidia 認為，這可以降低功耗并消除故障源。

NVIDIA 網絡高級副總裁 Gilad Shainer 在今年春季 GTC 大會前表示:“通過集成光學技術，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 交換機的生產。第一代交換機由騰訊采用，但現在像 Micas Networks 這樣的公司正在提供基于博通 51.2 Tbps Bailly CPO 交換機平臺的交換機。

博通也在嘗試將該技術應用于擴展網絡。在去年的Hot Chips大會上，博通聲稱已將GPU與一個能夠實現1.6TB/s無差錯雙向帶寬的光學芯片集成在一起。

與此同時，Celestial AI、Lightmatter 和 Ayar Labs 等初創公司繼續推進自己的 CPO 芯片和光學中介層設計。

然而，盡管 CPO 繼續受到芯片制造商的青睞，但它仍處于起步階段，人們仍然擔心其可靠性、可維護性以及與這種緊密集成的技術相關的整體爆炸半徑。

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