TSMC представляет встроенное решение для связи со скоростью 12,8 Тбит/с

«Поскольку мы добавляем больше вычислительных возможностей в массовую упаковку, передача данных становится проблемой, но мы часто оказываемся ограниченными поставщиками устройств ввода-вывода», — сказал Кевин Чжан, вице-президент по развитию бизнеса TSMC. «В TSMC мы потратили много-много лет на работу над кремниевой фотоникой. У нас есть возможность приблизить кремниевую фотонику к переключающим элементам, чтобы создать очень энергоэффективную высокоскоростную передачу сигналов для удовлетворения будущих потребностей в вычислениях».

Кремниевая фотоника призвана изменить правила игры для будущих центров обработки данных из-за растущих требований к полосе пропускания, которые медная передача сигналов просто не может удовлетворить. Технология кремниевой фотоники TSMC основана на компактном универсальном фотоническом двигателе (COUPE), который сочетает в себе 65-нм электронную интегральную схему (EIC) с фотонной интегральной схемой (PIC) с использованием технологии упаковки SoIC-X компании. TSMC утверждает, что ее соединение SoIC-X имеет очень низкий импеданс, а это означает, что COUPE очень эффективен с точки зрения энергопотребления.

Траектория развития COUPE состоит из трех основных этапов. Первым продуктом кремниевой фотоники TSMC является оптический модуль для разъемов OSFP (восьмеричный подключаемый модуль малого форм-фактора), который обеспечивает скорость передачи данных 1,6 Тбит/с, что в два раза превышает максимальную скорость современных медных Ethernet-решений высшего уровня. Эта первоначальная итерация обещает не только более высокую пропускную способность, но и повышенную энергоэффективность, решая две критические проблемы в современных центрах обработки данных. Последующие поколения COUPE стремятся расширить границы возможного.

Кремниевая фотоника второго поколения будет интегрирована в корпус CoWoS (чип на пластине на кремнии) и оснащена совмещенной оптикой с переключателем. Это позволит осуществлять оптические соединения на уровне материнской платы со скоростью до 6,4 Тбит/с.

Третье поколение рассчитано на скорость передачи данных до 12,8 Тбит/с и предназначено для интеграции в корпус процессора. Эта итерация все еще находится на исследовательской стадии, без определенных сроков выпуска. TSMC заявляет, что рассматривает возможность дальнейшего снижения энергопотребления и задержки.

Стратегический поворот TSMC на рынок кремниевой фотоники, на котором ранее доминировали такие компании, как GlobalFoundries, указывает на значительный сдвиг в конкурентной среде. Внедряя свой 3D Optical Engine, TSMC не только выходит на важнейшую сферу подключения центров обработки данных, но и планирует значительно снизить энергопотребление технологии кремниевой фотоники. Это может существенно повлиять на будущие разработки чипов, особенно в области рабочих нагрузок искусственного интеллекта, где связь становится серьезным узким местом.