单车换摩托！光互连「硬控」高速数据传输

🖥️ 我们的日常活动中包含着各种数据，不管是点餐🍚打车🚕还是购物🛒，数字应用的背后都有着规模庞大的数据中心🏭提供支持。数据中心内通常有着不同规模的计算集群（一组协同工作的处理器），在不同的集群之间，需要通过线路完成数据传输，通过I/O（输入/输出）接口完成数据的读取和存储。 

🔌 传统来说，这些I/O接口是EIC（电子集成电路），通过铜线相互连接。但是❗在AI应用爆发💥的背景下 1️⃣ 计算集群的规模越来越大，增加了所需的传输距离 2️⃣ 需要传输的数据量越来愈多 3️⃣ 对数据的读取越来越频繁，一些情况下存算比甚至接近1比1。电气I/O的性能正在接近物理极限，铜线过短的传输距离也无法满足需求😫。 

💡 硅光互连被认为是应对这一挑战的关键。1️⃣ 在相对较长的距离内，采用光纤进行互连，能够大幅提高传输带宽🛣️和速率⚡2️⃣ 在I/O层面，可以通过包含片上激光器的PIC（硅光子集成电路）发射和接收光线，并实现光信号和数字信号的相互转换，这些集成电路可在现有的晶圆生产线上实现大规模量产，十分方便❗ 

🔌 硅光互连的解决方案之一是可插拔光收发器模块，可直接与EIC接口连接。这一技术目前较为成熟，如英特尔已向超大规模数据中心交付了超过800万个光收发器模块，其质量和可靠性均已在实际应用中得到证明💪。然而，可插拔光收发器也有不足之处，那就是成本💵和功耗过高（因为它是外接器件）。 

🌟 实现硅光互连的另一路径则是光电共封（CPO）。在英特尔近期展示的技术原型中，OCI（光学计算互连）芯粒，在同一块基板上集成了PIC和EIC，并可与英特尔CPU（以及未来的GPU和其它xPU）集成在同一个封装内❗这意味着提高了硅光互连的集成度，能够在提高带宽和延长传输距离的同时，通过缩短PIC和EIC之间的距离降低功耗🌱，并有助于增加集群的密度，使机架内能够放入更多计算芯片。

😎 总结一下，传统的电气I/O好比马车🐎，传输速度和距离都很有限，光学I/O则像是摩托🏍️和汽车🚗，速度快且距离长。英特尔OCI技术的迭代有三个主要方向：光波的波长数、光纤的传输速率和光纤数量。英特尔也正在与客户合作，目标是把技术原型转化为可规模化、商业化的解决方案。