规模更大、效率更高的机器学习 (ML) 模型将在满足人工智能加速工作负载的新兴需求方面发挥关键作用。未来计算架构需要大幅扩展，这正推动 I/O 带宽和连接范围呈指数级增长，以支持更大的 xPU 集群，以及更高效的资源架构，例如 GPU 解耦和内存池化。.

电气输入/输出（例如铜缆连接）支持高带宽密度和低功耗，但传输距离非常短，通常只有 1 米或更短。目前数据中心和早期人工智能集群中使用的可插拔光收发器模块可以增加传输距离，但考虑到未来人工智能工作负载的扩展需求，其成本和功耗水平是不可持续的。.

集成了 CPU、GPU 和 IPU 的 xPU 光 I/O 解决方案可以支持更高的带宽、更高的能效、更低的延迟和更大的范围，这正是扩展 AI/ML 基础设施所需要的。.

基于英特尔硅光子技术的光学I/O解决方案

英特尔基于其专有的硅光子技术，开发了一款完全集成的 4 Tbps 双向 OCI 芯片，旨在满足人工智能基础设施对海量带宽的需求，并实现未来的可扩展性。这款 OCI 芯片包含一个集成激光器的硅光子集成电路 (PIC)、一个带有射频 TSV 的电气集成电路，以及用于集成可拆卸/可重复使用光连接器的路径。.


英特尔芯片组


OCI芯片可与新一代CPU、GPU、IPU以及其他带宽密集型系统级芯片（SoC）应用相结合。这一初步实现为多太比特光连接铺平了道路，其带宽密度比PCIe Gen6高出4倍以上，功耗效率低于3pJ/bit，延迟低于10ns（+TOF），传输距离超过100米。.

我们计划在2024年3月26日至28日于圣地亚哥举行的OFC 2024光纤通信展上（英特尔展位号1501）展示我们首款OCI芯片组，该芯片组与一款概念英特尔CPU共同封装，可在光纤上运行无故障链路（采用PRBS31编码时误码率<10E-12）。这款初始OCI芯片组为双向4Tbps芯片，兼容PCIe Gen5，支持双向64条数据通道，每条通道传输速率为32Gbps，传输距离可达数十米，采用八对光纤实现，每对光纤承载八个DWDM波长。除了这款初始芯片组外，该平台还具备32Tbps芯片组的视距传输能力。.

英特尔芯片组封装
OCI发射器：标准单模光纤中8个波长的光谱

目前芯片堆栈中唯一的光子集成电路 (PIC) 可支持高达 8 Tbps 的双向应用，并包含完整的光子系统，这得益于英特尔将 DWDM 激光器阵列和光放大器直接集成到 PIC 上的独特技术。这使得其可靠性比传统的 InP 激光器高出几个数量级。这些集成硅光子芯片在我们位于美国的一家高产能工厂生产，该工厂已出货超过 800 万个 PIC，其中包含超过 3200 万个片上激光器，用于数据中心网络的可插拔光收发器，从而实现了业界领先的可靠性。除了久经考验的性能和可靠性优势外，片上激光技术还支持晶圆级制造、试运行和测试，从而显著提高了子系统级的简易性和可靠性（例如，无需光纤连接 ELS 和 PIC），并提升了制造效率。.阶段 - 复制

OCI的另一项显著优势在于，它采用标准且广泛应用的单模光纤（SMF-28），无需像市面上其他技术方案那样使用保偏光纤（PMF）。PMF很少被使用，因为系统振动和光纤移动会对性能和相关的链路预算产生负面影响。.

英特尔多个团队正致力于OCI（光通道集成）这一关键光I/O技术的开发和实施。这凸显了英特尔如何凭借其在芯片、光学器件、封装和平台集成方面的领先能力，提供完整的下一代计算解决方案。.

英特尔成熟的硅光子平台和技术能够提供最可靠、性能最高的光连接解决方​​案，从而实现无处不在的人工智能。.