把 AI 集群做大,难点常常不在算力芯片本身,而在芯片之间怎么连。一条直连铜缆在 100 Gbps 每通道的速率下能跑 4 到 5 米,速率翻到 200 Gbps 每通道,这个距离掉到 1 到 2 米。铜互连因此把 XPU 的连接范围限制在一到两个机架之内,单跳能挂上的加速器数量被距离卡死了。
硅光平台这几年的进展,几乎把光子集成电路该有的部件都补齐了。超低损耗波导、高速调制器、光探测器、分束器、波分复用器,都能在成熟的 CMOS 产线上做出来,成本和良率也站得住。整条链路里唯一缺的,是光源。硅是间接带隙材料,导带底和价带顶在动量空间里对不上,电子与空穴复合要借助声子,辐射复合概率极低,发光效率差到不能作为光源使用。把激光器装到硅上,成了硅光平台最后一道、也是最难的一道题。
数据中心的带宽需求每两到三年翻一倍,功耗同步上涨。传统做法是把光模块放在板边,电气连接线要横穿大半个板子。走线一长,寄生效应就明显,信号完整性出问题,模块本身体积大、互连密度低,多个通道加起来功耗也不小。