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英特尔公司在2024年光纤通信大会上前沿技术，将光学I/O芯片与CPU集成在一起全球首款完全集成的光计算互连（OCI）芯片组。
该芯片组与英特尔CPU共同封装并运行实时数据，在带宽、能效和覆盖范围方面表现出色，展现了未来计算互连的巨大潜力，特别是针对数据中心和高性能计算（HPC）中的新兴AI基础设施。
Part 1光学计算互连芯片的技术
英特尔的最新光学计算互连（OCI）芯片采用硅光子技术，具备4Tbps的带宽和100米的覆盖范围。该芯片仅需5 pJ/bit的能耗，相比传统的可插拔模块节能显著（传统模块耗能为15 pJ/bit）。
这一设计集成了光子集成电路（PIC）和电子集成电路（EIC），并内置激光器，从而减少了外部组件的依赖。技术的首次迭代展示了完全集成的芯片设计，标志着服务器互连技术的重大突破。
当前的AI服务器通常使用Infiniband或以太网NIC通过PCIe插槽连接可插拔光学模块，而英特尔的OCI芯片将这些光学互连直接移到芯片上，大幅提升了能效和性能。
英特尔的OCI芯片在功耗和性能方面的优势显而易见。将光源和其他光学部件集成到芯片上，不仅节省了功率，还提高了数据传输的带宽。
这一设计理念类似于共封装光学器件的发展趋势，通过减少信号传输路径和电路板上的连接点，进一步优化了系统性能。OCI芯片组支持高达每秒4兆兆位（Tbps）的双向数据传输，兼容外围组件互连高速通道（PCIe）Gen5。
该芯片组在OFC上进行了实时光链路演示，展示了两个CPU平台通过单模光纤（SMF）跳线之间的发射器（Tx）和接收器（Rx）连接。这一展示包括了单根光纤上8个波长间隔为200千兆赫（GHz）的Tx光谱，以及32Gbps Tx眼图，显示了强大的信号质量。
芯片组支持64个32Gbps数据通道，每个方向可达100米，使用八对光纤，每对光纤承载八个密集波分复用（DWDM）波长。这种共封装解决方案极具节能效果，非常适合高功耗需求的数据中心和高性能计算环境。
Part 2英特尔的技术路线图
英特尔的OCI芯片组目前处于原型阶段，并正在与特定客户合作，将OCI与他们的SoC一起封装，作为光学I/O解决方案。英特尔的新硅光子学晶圆厂工艺节点具有最先进的设备性能、更高的密度、更好的耦合和大大改善的经济性，进一步推动了片上激光器和半导体光放大器（SOA）性能、成本和功率的优化。
英特尔展示了一条从2Tbps的“Mirror Bay”一代到32Tbps未来版本的技术路线图。这一规划显示出英特尔在光学计算互连技术上的雄心壮志，以及其在推动数据中心和AI计算领域变革的坚定决心。
英特尔的光学计算互连芯片技术为未来的高性能计算和数据通信奠定了坚实基础。通过降低功耗、提升带宽和扩展覆盖范围，英特尔的OCI芯片有望在数据中心、AI计算和其他高带宽需求的应用中发挥关键作用。
随着技术的不断进步，英特尔的硅光子技术将进一步推动计算互连的创新，带来更多的可能性和机遇。
小结
英特尔的光学计算互连芯片展示了其在半导体和高性能计算领域的领先地位，将光学I/O芯片与CPU集成，英特尔不仅提升了系统的性能和能效，还为未来的计算平台提供了新的技术路径。
随着光学计算互连技术的不断发展，我们可以期待在数据中心、AI计算和高性能计算领域看到更多的创新和突破。