نیازهای خوشههای هوش مصنوعی (AI clusters) اتصالات نوری را برای ارتباطات مقیاسپذیر برونساختاری (scale-out) کاربردی کرده است، اما با افزایش نیازهای پهنای باند، اتصال نوری برای ارتباطات درونسیستمی (scale-up) نیز در حال تبدیل شدن به گزینهای عملی است. در نتیجه، صنعت در حال نزدیکتر کردن رابطهای نوری به پردازندهها و کارتهای گرافیک است؛ یعنی انتقال از فرستنده-گیرنده پنل جلویی (front-panel transceiver) به خود پکیج از طریق اپتیک همبستهبندی (CPO) و در نهایت قرار دادن مستقیم آن درون پکیج پردازنده.
اتصال نوری دهههاست که مورد استفاده قرار میگیرد، زیرا پیوندهای الکتریکی نمیتوانند دادهها را به طور کارآمد و قابلاعتماد در فواصل طولانی با نرخ انتقال داده بالا منتقل کنند. با این حال، هزینه و پیچیدگی قطعات نوری، استفاده از آنها را به ارتباطات دوربرد محدود کرده بود.
امروزه اهمیت اپتیک همبستهبندی (CPO) رو به افزایش است، زیرا اینترکانکتهای الکتریکی دیگر به سرعت پردازندههای هوش مصنوعی مقیاسپذیر نیستند و تغذیه هزاران شتابدهنده در یک مرکز داده مستلزم افزایش نمایی پهنای باند ارتباطی است. در معماری شبکه نوری سنتی، پردازنده یا سوئیچ ایاسآیسی (ASIC) به صورت الکتریکی با یک فرستنده-گیرنده نوری قابلاتصال (pluggable optical transceiver) که در پنل جلویی یک سرور یا سوئیچ قرار دارد، ارتباط برقرار میکند. با این حال، با افزایش سرعت سیگنالدهی به ۲۰۰ گیگابیت بر ثانیه - ۴۰۰ گیگابیت بر ثانیه در هر لان (lane) و فراتر از آن، انتقال سیگنالهای الکتریکی روی مسیریابیهای مسی طولانی پیسیبی (PCB) روی مادربورد به دلیل تلفات درج بالاتر، مصرف برق بیشتر و الزامات دقیقتر یکپارچگی سیگنال، به طور فزایندهای ناکارآمد میشود.
اگرچه از نظر فنی امکانپذیر است، اما مستلزم استفاده از مواد بهتر، ریتایمرها (retimers)، پردازش جبرانسازی پیچیده و مدارهای اکولایزاسیون است که هزینه زیرساخت سرور و مصرف برق آن را افزایش میدهد. اپتیک همبستهبندی (CPO) موتورهای نوری را در مجاورت پردازنده یا سوئیچ ایاسآیسی قرار میدهد تا مسیر الکتریکی پیش از تبدیل سیگنالها به نور کوتاهتر شود؛ این یعنی مصرف برق کمتر در هر بیت منتقلشده، افزایش چگالی پهنای باند و مقیاسپذیری قابلپیشبینی. در نتیجه، سیپیاو به طور فزایندهای به عنوان یک فناوری ضروری برای زیرساخت هوش مصنوعی نسل بعدی در نظر گرفته میشود.
از آنجا که هوش مصنوعی به عنوان یک کلانروند بزرگ در نظر گرفته میشود، اپتیک همبستهبندی (CPO) قرار است به فناوری همهگیری تبدیل شود؛ دهها شرکت در اکوسیستم سیپیاو فعالیت میکنند که شامل ریختهگریها (foundries)، شرکتهای بستهبندی و تست نیمههادی برونسپاریشده (OSATs)، استارتاپهای ورودی/خروجی نوری، تولیدکنندگان لیزر، تامینکنندگان فیبر، خانههای بستهبندی و فروشندگان تجهیزات شبکه میشوند.
از آنجا که فروشندگان بسیار زیادی با اهداف مختلف و استراتژیهای متفاوت وجود دارند، در این مقاله خود را تنها به شرکتهایی محدود میکنیم که در واقع محصولات فیزیکی تولید میکنند و نقشههای راه آنها منعکسکننده قابلیتهای فناوریشان است. تاکنون، تنها چهار ریختهگری استراتژیهای ساخت معناداری را برای اپتیک همبستهبندی به طور عمومی بیان کردهاند: اینتل فاندری (Intel Foundry)، گلوبالفاندریز (GlobalFoundries)، سامسونگ فاندری (Samsung Foundry) و تایوان سمیکانداکتور (TSMC).
این چهار شرکت هر کدام نمایانگر چهار استراتژی مختلف برای اپتیک همبستهبندی (CPO) هستند و برنامههای بسیار متمایزی برای آینده دارند، بنابراین برنامهها و قابلیتهای آنها ممکن است مستقیماً قابلمقایسه نباشد. با این وجود، بررسی عرضههای آنها ایدهای درباره اینکه صنعت از دیدگاه ریختهگریهای واقعی به کجا میرود به ما میدهد.
تایوان سمیکانداکتور (TSMC): فناوری کوپ (COUPE) برای همهچیز
شرکت تایوان سمیکانداکتور (TSMC) از لحاظ تاریخی به عنوان یک تامینکننده محصول در بازار ارتباطات نوری غایب بوده است. با این حال، با کار روی فوتونیک سیلیکونی برای سالهای متمادی، اکنون وسیعترین اکوسیستم و نقشه راه تولید را با موتور فوتونیک جهانی فشرده خود موسوم به کوپ (COUPE) در اختیار دارد.
نقشه راه فناوری فوتونیک سیلیکونی شرکت تایوان سمیکانداکتور در حال حاضر دارای سه مرحله است که از یک موتور نوری ۱.۶ ترابیتی با اپتیک قابلاتصال مرسوم تا یک موتور نوری ۱۲.۸ ترابیتی واقع در درون یک پکیج پردازنده را در بر میگیرد. نقشه راه کوپ (COUPE) به شدت با فناوریهای بستهبندی پیشرفته این شرکت و تکامل مدولاتورهای حلقوی میکرو (MRMs) که نور را مدوله میکنند و مستقیماً روی عملکرد تأثیر میگذارند، پیوند خورده است. در نتیجه، چندین مشتری تایوان سمیکانداکتور (مانند انویدیا) استراتژیهای فوتونیک سیلیکونی خود را حول تکامل کوپ برنامهریزی میکنند.
فاز اول نقشه راه که کوپ روی پیسیبی (COUPE on PCB) نامیده میشود، بر روی کوپ متکی است که یک مدار مجتمع الکترونیکی (EIC) ۶۵ نانومتری را با یک مدار مجتمع فوتونیکی (PIC) با استفاده از فناوری پیوند سويک-ایکس (SoIC-X) این شرکت متصل میکند. پیادهسازی اولیه ماژولهای نوری با فرم فاکتور کوچک هشتتایی (OSFP) را هدف قرار میدهد و پهنای باند ۱.۶ ترابیت بر ثانیه (دو برابر توان عملیاتی راهکارهای اترنت مسی، به همراه دو برابر بهرهوری انرژی در مقایسه با مس) را ارائه میدهد. بنابراین، کوپ نسل اول خارج از محدوده این مقاله است. تایوان سمیکانداکتور میگوید رابط سویک-ایکس (SoIC-X) دارای امپدانس بسیار پایینی است و مصرف برق کمتری را در سرعتهای بالای سیگنالدهی امکانپذیر میکند.
نسل دوم که به نام کوپ روی بستر (COUPE on substrate) نامگذاری شده است، نشاندهنده گذار تایوان سمیکانداکتور از اپتیک قابلاتصال سنتی به اپتیک همبستهبندی (CPO) است. در این مرحله، کوپ با فناوری بستهبندی پیشرفته تراشه روی ویفر روی بستر (CoWoS) این شرکت یکپارچه شده و با یک سوئیچ شبکه ایاسآیسی (ASIC) همبستهبندی میشود. این معماری اتصالهای نوری در سطح مادربورد را با پهنای باند کل تا ۶.۴ ترابیت بر ثانیه، ۲ برابر بهرهوری انرژی و ۱۰ برابر تاخیر کمتر در مقایسه با راهکارهای قابلاتصال موجود امکانپذیر میکند که برای انواع کاربردها مانند سوئیچهای انویلینک (NVLink)، اترنت و اینفینیبند (InfiniBand) فوقالعاده است.
فاز سوم که کوپ روی اینترپوزر (COUPE on interposer) نامیده میشود، فوتونیک سیلیکونی را حتی بیشتر به دایهای پردازشی نزدیکتر میکند: یک موتور نوری ۱۲.۸ ترابیتی مستقیماً در پکیج پردازنده یکپارچه میشود تا نهایت پهنای باند و مقیاسپذیری را فراهم کند. فراتر از دو برابر کردن مجدد پهنای باند، این شرکت انتظار دارد که این معماری ۵ برابر بهرهوری انرژی و ۲۰ برابر تاخیر کمتر در مقایسه با راهکارهای قابلاتصال مورد استفاده امروزی ارائه دهد. این امر آن را به ویژه برای استفاده توسط شرکتهای بزرگ ارائهدهنده خدمات ابری (hyperscalers) که خوشههایی متشکل از هزاران شتابدهنده را میسازند، جذاب خواهد کرد. متأسفانه، تایوان سمیکانداکتور این فاز را به عنوان مرحلهای اکتشافی توصیف میکند و زمانبندی تجاریسازی آن را فاش نکرده است.
برنامه اصلی کوپ (COUPE) این است که موتور نوری را تا حد امکان به بخش پردازش نزدیک کند. با این حال، بعد دیگری در استراتژی فوتونیک سیلیکونی تایوان سمیکانداکتور وجود دارد: تکامل خود دستگاههای فوتونیکی، یعنی مدولاتورهای حلقوی میکرو (MRMs) یکپارچهشده در مدارهای مجتمع فوتونیکی (PICs). این شرکت قصد دارد اولین مدولاتور حلقوی میکرو ۲۰۰ گیگابیت بر ثانیه در هر لان (طول موج) در جهان را در سال ۲۰۲۶ وارد چرخه تولید کند و سپس به مقیاسپذیری فناوری با مدولاتورهای حلقوی میکرو ۴۰۰ گیگابیت بر ثانیهای، طول موجهای نوری اضافی و یکپارچهسازی متراکمتر آرایه فیبر ادامه دهد. انتظار میرود این تکامل چگالی پهنای باند کوپ را از ۰.۵ ترابیت بر ثانیه بر میلیمتر در سال ۲۰۲۶ به ۴ ترابیت بر ثانیه بر میلیمتر تا سال ۲۰۳۰ افزایش دهد و بهبود ۸ برابری را طی چهار سال فراهم کند.
قابل ذکر است که تایوان سمیکانداکتور نقشه راه مدولاتورهای حلقوی میکرو (MRMs) را جدا از تکامل بستهبندی کوپ ارائه میدهد، که نشان میدهد پیشرفتها در این مدولاتورها نشاندهنده یک نقشه راه فناوری مستقل برای مدار مجتمع فوتونیکی (PIC) است، نه اینکه به یک نسل بستهبندی خاص گره خورده باشد. این بهطور بالقوه بدان معناست که محصولات آینده کوپ میتوانند نسلهای جدیدتری از مدولاتورهای حلقوی میکرو را بدون توجه به اینکه موتور نوری روی یک پیسیبی، بستر پکیج یا اینترپوزر سیلیکونی نصب شده است، اتخاذ کنند، اگرچه دومی احتمالاً با به حداقل رساندن فاصله الکتریکی بین دایهای پردازشی و رابطهای نوری، بیشترین مزایای در سطح سیستم را ارائه خواهد داد.
اینتل (Intel): اپتیک برای پردازندهها، کارتهای گرافیک، واحدهای پردازش داده و شتابدهندگان
اینتل دهههاست که محصولات مختلفی را با اتصالهای نوری عرضه میکند و حتی راهکارهای فوتونیک سیلیکونی خود را در اواسط دهه ۲۰۱۰ به پردازندههای زئون (Xeon) و زئون فای (Xeon Phi) متصل کرد. امروزه، نقشه راه عمومی اپتیک همبستهبندی (CPO) اینتل صریحتر از تایوان سمیکانداکتور نیست، اما جهتگیری آن کاملاً واضح است: انتقال ورودی/خروجی نوری مستقیماً در مجاورت پردازندهها، کارتهای گرافیک، شتابدهندگان و در نهایت سایر چیپلتهای پردازشی. در همین حال، تاکنون اینتل برنامههایی برای استفاده از فناوری سیپیاو خود برای سوئیچها رونمایی نکرده است.
استراتژی اپتیک همبستهبندی اینتل تا حد زیادی بر روی چیپلت اینترکانکت محاسباتی نوری (OCI) متمرکز است که یک زیرسیستم ورودی/خروجی نوری خودکفا شامل هر دو مدار مجتمع الکترونیکی (EIC) و فوتونیکی (PIC) است که میتواند با هر دستگاه پردازشی با استفاده از رابط پیسیآیاسپرس (PCIe) همبستهبندی شود تا اتصال نوری با کارایی بالا را فعال کند. اینتل اولین نسخه اوسیآی (OCI) را در سال ۲۰۲۴ به نمایش گذاشت. آن پیادهسازی اولیه از ۶۴ لان پیسیآیاسپرس ۵.۰ با سرعت ۳۲ گیگابایت بر ثانیه در هر جهت برای اتصال به میزبان استفاده کرد و ۴ ترابیت بر ثانیه پهنای باند نوری دوسویه (bidirectional) را روی هشت جفت فیبر در فاصله حداکثر ۱۰۰ متری فراهم نمود. هر فیبر حامل هشت طول موج دیدابلیودیام (DWDM) با فاصله ۲۰۰ گیگاهرتز بود و هر طول موج (لان) حدود ۳۲ گیگابیت بر ثانیه را منتقل میکرد (۸ جفت فیبر × ۸ طول موج × ۳۲ گیگابیت بر ثانیه = ۲۰۴۸ گیگابیت بر ثانیه در هر جهت).
پیادهسازی اوسیآی (OCI) در سال ۲۰۲۴ برای آزمایش فناوری خوب است، اما با لانهای نسبتاً کند ۳۲ گیگابیت بر ثانیهای، به صورت تجاری پذیرفته نشده است. در همین حال، این فناوری قبلاً اثبات و به نمایش گذاشته شده است. اینتل در حال حاضر روی نسل بعدی اوسیآی با مدارهای مجتمع فوتونیکی (PICs) با سرعت ۲۰۰ گیگابیت بر ثانیه در هر لان برای پشتیبانی از کاربردهای ۸۰۰ گیگابیت بر ثانیه و ۱.۶ ترابیت بر ثانیه کار میکند، البته مشخص نیست چه زمانی آماده عرضه خواهد شد، زیرا اینتل هنوز معادل نقشه راه مدولاتورهای حلقوی میکرو (MRMs) تایوان سمیکانداکتور را فاش نکرده است.
باید توجه داشت که پیادهسازیهای آینده اوسیآی (OCI) که از پهنای باند دهها ترابیت بر ثانیه پشتیبانی میکنند، میتوانند با استفاده از رابطهای نسل بعدی پیسیآیاسپرس ۶.۰ (PCIe 6.0) یا حتی پیوندهای بومی دای به دای یوسیآیئی (UCIe) هنگام ادغام در محصولات تجاری ارتباط برقرار کنند. علاوه بر این، اینتل میتواند به طور طبیعی چیپلتهای اوسیآی را با استفاده از فناوریهای بستهبندی پیشرفته خود برای اطمینان از عملکرد بالا و مصرف برق کم یکپارچه کند.
همانطور که در بالا ذکر شد، تمرکز اینتل روی اوسیآی همواره بر روی ادغام آن با پردازندهها، کارتهای گرافیک، واحدهای پردازش داده (DPUs)، شتابدهندگان یا سایر دستگاههای پردازشی بوده است، اما لزوماً معطوف به سوئیچها نبوده است. باید دید آیا نقشه راه سختافزاری هوش مصنوعی نسل بعدی اینتل شامل سیلیکون سوئیچینگ خواهد بود یا خیر، اما در حال حاضر به نظر نمیرسد این شرکت سوئیچهای نوری را با چیپلتهای اوسیآی خود هدف قرار داده باشد. از آنجا که اوسیآی مستقل از پروتکل است، محدود کردن آن به دستگاههای پردازشی یک محدودیت مصنوعی به نظر میرسد، هرچند ما نشانههای کمی درباره استدلال اینتل پشت این تصمیم داریم.
سامسونگ فاندری (Samsung Foundry): پوششدهی همهجانبه
استراتژی فوتونیک سیلیکونی سامسونگ فاندری مسلماً جامعترین استراتژی در میان ریختهگریهای پیشرو است. بر خلاف اینتل که نقشه راه سیپیاو آن روی چیپلت اوسیآی برای ادغام با دستگاههای پردازشی متمرکز است، یا تایوان سمیکانداکتور که موتور نوری کوپ (COUPE) آن جزو اصلی دیگری از پلتفرم ریختهگریاش است، سامسونگ قصد دارد انواع دستگاههای اتصال نوری را ارائه دهد؛ از فرستندههای گیرنده قابلاتصال (pluggable transceivers) در سال ۲۰۲۶ شروع کند، بعداً به سیپیاو سوئیچ بپردازد و تا سال ۲۰۳۰ به موتورهای نوری روی اینترپوزر یک پکیج پردازنده برسد. متأسفانه، سامسونگ اطلاعات زیادی را به طور عمومی درباره برنامههای خود ارائه نمیدهد، بنابراین منبع اصلی اطلاعات ما اسلایدی از سامسونگ فاندری از یک کنفرانس خواهد بود که توسط SemiVision منتشر شده است.
امسال، سامسونگ فاندری قصد دارد یک پلتفرم مدار مجتمع فوتونیکی (PIC) تجاری را ارائه دهد که متکی بر یک مدار مجتمع الکترونیکی (EIC) و یک مدار مجتمع فوتونیکی (PIC) است که به صورت پهلو به پهلو روی یک پیسیبی برای اپتیک قابلاتصال سنتی نصب شدهاند. مدار فوتونیکی از رابطهای نوری کلاس ۱۰۰ گیگابیت بر ثانیه با استفاده از فناوری دابلیودیام (CWDM) پشتیبانی خواهد کرد که برای فرستندههای نوری قابلاتصال سنتی به اندازه کافی خوب است (اگرچه سامسونگ پیادهسازی دقیق را مشخص نمیکند)، بنابراین هیچ نشانی از سیپیاو در اینجا وجود ندارد.
در سال ۲۰۲۷، سامسونگ فاندری قصد دارد به نسل اول کوپ تایوان سمیکانداکتور برسد و یک موتور نوری را ارائه دهد که یک مدار الکترونیکی (EIC) را در بالای یک مدار فوتونیکی (PIC) با استفاده از پیوند ترمو-کامپرشن (TCB) انباشته میکند. سامسونگ انتظار دارد بهرهوری انرژی این نسل از حدود ۱۰ پیکوژول بر بیت برای پلتفرم اولیه مدار فوتونیکی به ۵ پیکوژول بر بیت بهبود یابد، البته سامسونگ هیچ چیزی درباره پهنای باند یا تاخیر نگفته است. موتور نوری مبتنی بر پیوند ترمو-کامپرشن سامسونگ به عنوان یک محصول میانی بین مدارهای فوتونیکی تجاری و سیپیاو واقعی به نظر میرسد، بنابراین به طور کلی به اپتیک روی بورد و فرستندههای قابلاتصال میپردازد.
تا سال ۲۰۲۸، سامسونگ قصد دارد موتورهای نوری را به بستر سوئیچهای اترنت یا اینفینیبند ایاسآیسی (ASIC) منتقل کند که این اولین سیپیاو واقعی آن خواهد بود. این شرکت قصد دارد پیوند مس هیبریدی (HCB) با گامهای (pitches) ۱۰ میکرومتری را برای موتورهای نوری خود اتخاذ کند تا چگالی پهنای باند را بهبود بخشد. بر اساس اسلاید نقشه راه، سامسونگ آماده است تا برای پرداختن به سوئیچهای نسل بعدی، سرعت لانهای نوری را از ۱۰۰ گیگابیت بر ثانیه به ۲۰۰ گیگابیت بر ثانیه و در نهایت ۴۰۰ گیگابیت بر ثانیه افزایش دهد، اگرچه این شرکت دقیقاً فاش نمیکند که هر رده سرعتی چه زمانی معرفی خواهد شد (اگرچه به نظر میرسد سرعت ۴۰۰ گیگابیت بر ثانیه در سالهای ۲۰۲۹ تا ۲۰۳۰ خواهد آمد) و همچنین فناوری مدولاتور زیرین یا سایر جزئیات در سطح دستگاه پشت این مقیاسپذیری را اعلام نمیکند.
در سال ۲۰۲۹، سامسونگ فاندری سرانجام موتور نوری خود را روی یک اینترپوزر در مجاورت پردازنده/کارت گرافیک/شتابدهنده یا سایر دستگاههای پردازشی یکپارچه خواهد کرد که مصرف انرژی را به ۲ پیکوژول بر بیت کاهش میدهد و در عین حال پهنای باند فوقالعاده بالایی را فراهم میکند. سامسونگ این را «کلید در دست سیپیاو» (CPO Turnkey) مینامد، که دلالت بر این دارد که چنین یکپارچهسازی مستلزم فناوریهای بستهبندی خاص خود خواهد بود. گام بعدی در نقشه راه سامسونگ «کلید در دست سیپیاو نسل بعدی» نامیده میشود و عملاً کل زیرسیستم نوری — از جمله لیزرها — را در کنار بخش پردازش و حافظه یکپارچه میکند که این نهاییترین عرضه سیپیاو آن خواهد بود که از سال ۲۰۳۰ به بعد انتظار میرود.
در حالی که هدف نهایی سامسونگ فاندری برای ارائه راهکارهای سیپیاو کلید در دست با یکپارچهسازی بالا واضح است، این شرکت همچنین قصد دارد دو پلتفرم تجاری برای فرستندههای نوری قابلاتصال ارائه دهد، احتمالاً برای کاهش ریسک توسعه محصولات آیندهاش و بهرهبرداری از تقاضای بالایی که برای ارتباطات نوری وجود دارد و در آینده نیز ادامه خواهد داشت.
گلوبالفاندریز (GlobalFoundries): یک پلتفرم سیپیاو سفارشی و بیطرف از فروشنده مبتنی بر OCI-MSA
بر خلاف اینتل فاندری، سامسونگ فاندری و تایوان سمیکانداکتور، شرکت گلوبالفاندریز (GlobalFoundries) پردازندههای هوش مصنوعی، سوئیچهای ایاسآیسی یا بستههای پیشرفته را تولید نمیکند و قصد تولید آنها را نیز ندارد. در عوض، هدف آن تبدیل شدن به یک ارائهدهنده اپتیک همبستهبندی تجاری است که راهکارهای سیپیاو سفارشی را تولید و به فروش برساند که اتصال نوری (از جمله اتصال OCI-MSA) را برای پردازندههای ساخته شده توسط سایر تراشهسازان فراهم میکند.
تلاش فوتونیک سیلیکونی گلوبالفاندریز به اکتساب بخش میکروالکترونیک آیبیام (IBM) در سال ۲۰۱۵ برمیگردد که فناوری فوتونیک سیلیکونی و تیمهای مهندسی آیبیام را وارد این شرکت کرد. در طول سالها، گلوبالفاندریز قابلیتهای فوتونیک سیلیکونی خود را به پلتفرمی که در نهایت به نام فوتونیکس (GF Fotonix) شناخته شد گسترش داد و اخیراً، این شرکت شرکتهای AMF و InfiniLink را برای تقویت بیشتر قابلیتهای تولید و طراحی خود خریداری کرد.
عنصر کلیدی استراتژی سیپیاو گلوبالفاندریز، موتور نوری پیشرفته همبستهبندی فوتونیک سیلیکونی (SCALE) است که ترکیبی از آیپی فوتونیک، فناوریهای بستهبندی پیشرفته و یک معماری موتور نوری مرجع است که شامل مدار الکترونیکی (EIC) و مدار فوتونیکی (PIC) میشود. بر خلاف چیپلت اوسیآی اینتل، پلتفرم SCALE به مشتریان گلوبالفاندریز اجازه میدهد تا موتورهای نوری را مطابق با نیازهای خود سفارشیسازی کرده و آنها را توسط گلوبالفاندریز تولید کنند.
تحت این برنامه، گلوبالفاندریز مدارهای فوتونیکی (PIC) و الکترونیکی (EIC) را با استفاده از فناوریهای پردازشی خود تولید میکند و سپس آنها را با استفاده از روشهای خود به یک موتور نوری سازگار با OCI-MSA بستهبندی میکند. اگر مدار الکترونیکی به یک گره لبهپیشرفته نیاز داشته باشد که گلوبالفاندریز آن را نداشته باشد، میتواند به جای آن توسط یک ریختهگری دیگر ساخته شده و سپس توسط گلوبالفاندریز یکپارچه شود. سپس مشتریان موتور نوری را در کنار سوئیچهای ایاسآیسی یا شتابدهندگان هوش مصنوعی خود همبستهبندی میکنند.
در حال حاضر، پلتفرم SCALE از انتقال دابلیودیام (CWDM) و دیدابلیودیام (DWDM) با استفاده از مدولاتورهای حلقوی میکرو ۵۰ و ۱۰۰ گیگابیت بر ثانیهای واجد شرایط، فوتودیودهای یکپارچه و تشدیدکنندههای حلقوی کوپلشده پشتیبانی میکند. این پلتفرم عملیات دوسویه را با حداکثر ۱۶ لان دیدابلیودیام در هر فیبر به نمایش گذاشته است که از نظر تئوری درهای پیوندهای نوری با حداکثر پهنای باند ۱.۶ ترابیت بر ثانیه در هر جهت را باز میکند. در سمت یکپارچهسازی، این پلتفرم از یکپارچهسازی پیشرفته ۲.۵D و ۳D با استفاده از تراشههای از طریق سیلیکون (TSVs) و پیوند مس با گامهای متغیر از ۱۱۰ میکرومتر تا زیر ۴۵ میکرومتر پشتیبانی میکند که به اندازه کافی برای یکپارچهسازی با استفاده از فناوریهای CoWoS-S و CoWoS-L خوب است.
درست مانند اینتل با اوسیآی (OCI) خود، گلوبالفاندریز لزوماً مشتریان سیپیاو SCALE خود را به فناوریهای سیلیکونی یا بستهبندی خود محدود نمیکند. علاوه بر این، این شرکت به مشتریان خود اجازه میدهد موتورهای نوری خود را سفارشیسازی کنند در حالی که سازگاری با الزامات OCI-MSA را حفظ میکنند.
آینده اپتیک همبستهبندی (CPO)
اپتیک همبستهبندی (CPO) قرار است به یک فناوری کلیدی برای زیرساخت هوش مصنوعی نسل بعدی تبدیل شود، زیرا اینترکانکتهای الکتریکی سنتی برای همگام شدن با تقاضای پهنای باند پردازندههای هوش مصنوعی که به سرعت در حال توسعه هستند، با مشکل مواجهاند.
در میان ریختهگریها، شرکتهای تایوان سمیکانداکتور (TSMC)، اینتل (Intel)، سامسونگ فاندری (Samsung Foundry) و گلوبالفاندریز (GlobalFoundries) هر کدام استراتژیهای متمایزی برای سیپیاو توسعه دادهاند که از موتورهای نوری تجاری تا چیپلتهای ورودی/خروجی نوری و پلتفرمهای سیپیاو به هم پیوسته عمودی را در بر میگیرد.
با توجه به قابلیتهای مختلف تراشهسازان قراردادی، نقشه راه آنها به طور قابل توجهی در هر دو حوزه محدوده و پیادهسازی با یکدیگر متفاوت است، به طوری که برخی شرکتها تلاش میکنند مشتریان را با یک پلتفرم انحصاری قفل کنند و برخی دیگر درجات مختلفی از آزادی را ارائه میدهند.
با این حال، همه آنها یک هدف مشترک دارند: نزدیکتر کردن فزاینده رابطهای نوری به دایهای پردازشی به منظور کاهش مصرف برق، افزایش چگالی پهنای باند و کاهش تاخیر برای نسل بعدی سیستمهای هوش مصنوعی که به پهنای باند بسیار بیشتری نسبت به خوشههای امروزی نیاز خواهند داشت.