近日，芯片對芯片連接硅光子學領域的領導者——Ayar Labs在全球超算大會Supercomputing 2023上推出了集成了英特爾業界領先的Agilex?現場可編程門陣列(FPGA)技術的封裝光學I/O解決方案。

　　該公司表示，在展示5倍當前行業帶寬、5倍低功耗和20倍低延遲的同時，封裝在通用PCIe卡外形中的光學FPGA將有望改變高性能計算(HPC)領域的數據密集型工作負載，如生成式人工智能(AI)、機器學習，并支持新穎的分解計算和內存架構等。

　　光FPGA由兩個TeraPHY™光I/O小芯片組成，每個小芯片具有4 Tbps的雙向帶寬，連接到一個10 nm的FPGA結構芯片，該芯片是英特爾Agilex FPGA中使用的核心結構。光通信由兩個TeraPHY™光源供電，支持64個高速、無差錯通信的光通道，跨越每個芯片上的8條光纖。這種配置能夠以當前行業解決方案所需的一小部分功率(<5pJ/b)和延遲(每芯片5ns + TOF)提供5倍的帶寬，這些都是高性能計算結構和下一代分解架構未來的關鍵因素。

　　Ayar Labs首席執行官Charles Wuischpard表示：“隨著光學I/O成為滿足新興技術(如生成式人工智能)指數級增長的數據密集型需求的‘必備’構建模塊，我們正處于高性能計算新時代的尖端。”“在超級計算機上展示Ayar實驗室的硅光子學和英特爾尖端的FPGA技術的集成，是一個具體的證明，光I/O具有滿足這些關鍵需求所需的成熟度和可制造性。”

　　“在英特爾，我們不斷追求FPGA產品組合的創新。通過Ayar實驗室的封裝光學器件與我們的FPGA結構芯片相結合，我們創造了超過4 Tbps的I/O帶寬，遠遠超過了目前電氣連接所能實現的帶寬，”英特爾公司副總裁兼產品卓越集團總經理Venkat Yadavalli表示，“我們希望通過這種能力遠遠超過400G以太網。像這樣的光學接口有潛力在高性能計算、人工智能、數據中心、傳感、通信、邊緣等領域取得巨大進步。想象一下，光接口FPGA的通信速度超過每秒4太比特，你能做些什么。”

　　高性能計算需要高性能I/O，比如英特爾和賽靈思都推出了超過56G I/O的FPGA。在過去的十年中，大量實現高集成度的方法被大量商業引入，這些封裝技術可將多個管芯緊密地集成在同一芯片上。此類工作中最早的就是的Stratix 10 FPGA系列。而Ayar Labs主要是將光學器件盡可能靠近計算芯片，以實現更好的帶寬和能效。換句話說，要實現近乎單片的光子集成，獲得與其他封裝組件相當的每比特傳輸能量效率，同時實現可以跨越幾十到幾百米的遠程通信。