Интерфейсы на основе микросветодиодов могут стать основой энергоэффективных центров обработки данных с искусственным интеллектом.
Компания TSMC объявила, что будет сотрудничать со стартапом из Саннивейла Avicena для производства межсоединений на основе микросветодиодов. Эта технология представляет собой прагматичный подход к замене электрических соединений оптическими для удовлетворения растущих потребностей в связи между увеличивающимся числом графических процессоров с минимальными затратами и энергоэффективностью.
Avicena предлагает уникальный подход, использующий сотни синих микросветодиодов, соединённых оптоволоконными кабелями для передачи данных. Модульная платформа LightBundle компании позволяет избежать проблем с лазерами и связанной с ними сложностью, которые угрожают надёжности, стоимости и энергопотреблению других оптических чипсетов. Лукас Цай, вице-президент TSMC, говорит: «Это очень необычно!» Но это идеальный вариант для передачи данных на короткие расстояния, и именно это делает его интересным.
Сегодня оптические соединения передают огромные объёмы данных на расстояния от десятков до сотен метров через центры обработки данных с очень высокой скоростью передачи данных. Традиционно подключаемый модуль соединяет оптическое волокно со стойкой, где происходит преобразование электрических и оптических сигналов. Компании стремятся избавиться от этих неэффективных с точки зрения энергопотребления подключаемых приемопередатчиков с помощью встроенной оптики (CPO), которая преобразует электрические и оптические сигналы непосредственно на кремниевом чипе. Для сетевого коммутатора существуют коммерческие версии, а прототипы находятся на пути к графическому процессору. Наиболее известные конструкции оптических чипов кодируют электронные биты на нескольких длинах волн света с помощью лазеров и модуляторов.
Однако основной проблемой для оптических межсоединений на основе лазера является сам лазер. Лазер и оптоволоконные соединения вызывают наибольшие проблемы с точки зрения надёжности, производства и стоимости. Более того, одно оптическое волокно, в котором находятся десятки каналов связи между графическим процессором и коммутатором в виде нескольких длин волн, требует больших вычислительных мощностей: гораздо проще передать каждую полосу данных по отдельному физическому каналу, чем впоследствии анализировать один большой канал электронным способом.
Вот где пригодится Avicena. Вместо того чтобы посылать многоволновой лазер по оптическому волокну, а затем разделять его на отдельные каналы, система LightBundle соединяет сотни синих микросветодиодов с массивом фотодетекторов через многожильные волокна для визуализации — по одному на каждую полосу передачи данных со скоростью 10 Гбит/с. Передатчик работает как миниатюрный экран, а детектор — как камера. «Мы создаем оптические соединения без сложных лазеров», — говорит генеральный директор Avicena Бардия Пезшки.
Простая оптическая связь с разрешением всего 300 пикселей и скоростью 10 Гбит/с на полосу может охватывать расстояние до 10 м, обеспечивая общую пропускную способность 3 Тбит/с. Поскольку дисплеи и камеры могут масштабироваться до миллионов пикселей, эта технология может масштабироваться до гораздо более высоких скоростей передачи данных при гораздо меньших затратах энергии и гораздо более высокой плотности, чем медная проводка.