Intel, İlk Tam Entegre Optik I/O Chiplet’i Tanıttı

0

BEĞENDİM

ABONE OL

News

0

Intel’in optik bilgi işlem temas chiplet’inin, yapay zekâ altyapısı için yüksek hızlı veri işlemede devrim yaratması bekleniyor.

Intel’in lider optik bilgi işlem irtibat chiplet’i; yüksek bant genişliği, düşük güç ve daha uzun erişim gereksinimlerine cevap vererek geleceğin yapay zekâ ölçeklenebilirliğini ve yepyeni bilgi işlem mimarilerini mümkün kılıyor.

Getirdiği Yenilikler: Intel Corporation, dataların yüksek süratte iletimi için entegre fotonik teknolojisinde devrim yaratacak bir dönüm noktasına daha imzasını attı. Intel’in Entegre Fotonik Tahliller (IPS) Grubu, Intel CPU ile birlikte paketlenmiş ve canlı veri çalıştıran, sanayinin en gelişmiş ve ilk tam entegre optik bilgi işlem temas (OCI) chiplet’ini, Optical Fiber Communication Conference 2024 (Optik Fiber İletişim Konferansı – OFC) etkinliğinde görücüye çıkardı. Intel’in OCI chiplet’i, veri merkezleri ve yüksek performanslı bilişim (HPC) uygulamaları için, gelişmekte olan yapay zekâ altyapısında, birlikte paketlenmiş optik giriş/çıkış (I/O) sağlayarak yüksek bant genişliğine sahip ilişkide ileriye doğru muazzam bir adımı temsil ediyor.

“Verilerin sunucudan sunucuya daima artan hareketi, günümüzün veri merkezi altyapısının yeteneklerini zorlarken, mevcut tahliller ise elektrikli I/O performansının pratik hudutlarına hızla yaklaşıyor. Bununla birlikte, Intel’in çığır açıcı atılımı sayesinde, müşteriler birlikte paketlenmiş silikon fotonik temas tahlillerini sonraki nesil bilişim sistemlerine sıkıntısız bir şekilde entegre etme imkanına kavuşuyor. Bant genişliğinde büyük bir artış yaratan, güç tüketimini azaltan ve erişimi artıran OCI chiplet’imiz, yüksek performanslı yapay zekâ altyapısında devrim yaratmayı vaat eden makine öğrenmesi iş yükü hızlandırmasını mümkün kılıyor.”

–Thomas Liljeberg, kıdemli direktör, Ürün Yönetimi ve Stratejisi, Entegre Fotonoik Tahlilleri (IPS) Grubu

Yaptıkları: Bu ilk OCI chiplet’i, 100 metreye kadar fiber optik üzerinde her yönde, saniyede 32 gigabit (Gbps) 64 kanal veri iletimini destekleyecek şekilde tasarlandı. Chiplet’lerin yapay zekâ altyapısının daha yüksek bant genişliği, daha düşük güç tüketimi ve daha uzun erişim tarafındaki artan taleplerini karşılaması bekleniyor. CPU/GPU küme irtibatının gelecekteki ölçeklenebilirliğini ve uyumlu bellek genişletme ve kaynak ayrıştırma da dahil olmak üzere yeni bilişim mimarilerini mümkün kılıyorlar.

Neden Önemli: Yapay zekâ tabanlı uygulamalar, küresel olarak giderek daha fazla kullanılıyor ve büyük dil modelleri (LLM) ve üretken yapay zekâ alanındaki yakın zamanda yaşanan gelişmeler de bu trende hız kazandırıyor. Daha büyük ve daha verimli makine öğrenmesi (ML) modelleri, yapay zekâ hızlandırma iş yüklerinin yeni ortaya çıkan ihtiyaçlarını karşılamada kilit bir rol oynayacak. Yapay zekâ için gelecekteki bilgi işlem platformlarını ölçeklendirme ihtiyacı, daha büyük işlem ünitesi (CPU/GPU/IPU) kümelerini ve xPU ayrıştırma ve bellek havuzlama gibi daha verimli kaynak kullanımı sunan mimarileri desteklemek için I/O bant genişliğinde ve daha uzun erişimde yüksek bir hızla gelişmelere neden oluyor.

Elektrikli I/O (yani bakır hat bağlantısı), yüksek bant genişliği yoğunluğunu ve düşük gücü desteklemekle birlikte, en fazla bir metre erişim sunuyor. Veri merkezlerinde ve erken yapay zekâ kümelerinde kullanılan takılabilir optik alıcı-verici modülleri, erişimi artırabilir. Ne var ki, yapay zekâ iş yüklerinin ölçeklendirme ihtiyaçları nedeniyle bu, sürdürülebilir olmayan maliyet ve güç düzeylerinde yapılır. Birlikte paketlenmiş bir xPU optik I/O tahlili; gelişmiş güç verimliliği, düşük gecikme süresi ve daha uzun erişim ile daha yüksek bant genişliklerini destekleyebilir. Yapay zekâ/makine öğrenmesi altyapısı ölçeklendirmesi için gerekli olan, tam da budur.

Bunu bir benzetmeyle açıklayalım: Veri transferi için CPU’larda ve GPU’larda elektrikli I/O’nun yerine optik I/O’yu kullanmak; malları, kapasitesi ve menzili hudutlu olan at otomobilleriyle dağıtmaktan, çok daha büyük ölçülerde malı çok daha uzun uzaklıklara taşıyabilen otomobilleri ve kamyonları kullanmaya geçmeye benzer. Intel’in OCI chiplet’i gibi optik I/O tahlilleri, yapay zekâ ölçeklendirmesine işte bu kadar yüksek bir düzeyde gelişmiş performans ve enerji maliyeti düşüşü kazandırıyor.

Çalışma Biçimi: Intel’in kendini sahada kanıtlamış silikon fotonik teknolojisinden yararlanan tam Entegre OCI chiplet’i, çip üzerinde lazerler ve optik amplifikatörler içeren bir silikon fotonik entegre devreyi (PIC) elektrikli bir IC’ye entegre ediyor. OFC etkinliğinde tanıtılan OCI chiplet’i, bir Intel CPU ile birlikte paketlenmekle birlikte, sonraki nesil CPU’lar, GPU’lar, IPU’lar ve diğer çip üzerinde sistemlere (SoC’ler) de entegre edilebilir.

Bu ilk OCI uygulaması, çevre ünitesi bileşen ara teması (peripheral component interconnect express – PCIe) Gen5 ile uyumlu olarak, saniyede 4 terabite (Tbps) kadar çift yönlü veri transferini destekliyor. Canlı optik ilişki gösterimi, tek modlu fiber (SMF) temas kablosu üzerinden iki CPU platformu arasında bir verici (Tx) ve alıcı (Rx) kontağını sergiliyor. CPU’ların optik Bit Hata Oranını (BER) oluşturup ölçtüğü tanıtım sırasında, güçlü sinyal kalitesini gözler önüne seren 32 Gbps Tx göz diyagramı ile birlikte tek bir fiber üzerinde 200 gigahertz (GHz) aralığında 8 dalga uzunluğuna sahip Tx optik spektrumu sergilendi.

Mevcut chiplet, her biri sekiz yoğun dalga uzunluğu bölmeli çoğullama (dense wavelength division multiplexing – DWDM) dalga uzunluğu taşıyan sekiz fiber çifti kullanarak, her yönde 100 metreye kadar 64 kanal 32 Gbps bilgiyi destekliyor. Bununla birlikte, pratik uygulamalarda uçuş gecikme süresi (time-of-flight latency) nedeniyle, 100 metreye varan aralara ulaşılamayabilir ve uzaklık, on metrelerle sonlu olabilir. Birlikte paketlenen ve aynı zamanda enerji açısından da epey verimli olan bu çözüm, bit başına sadece 5 piko-Joule (pJ) tüketiyor. Takılabilir optik alıcı-verici modüllerinin yaklaşık 15 pJ/bit güç tükettiğini dikkate aldığımızda bunun son derece verimli bir çözüm olduğu açık. Bu seviyedeki hiper-verimlilik, veri merkezleri ve yüksek performanslı bilişim ortamları için kritik bir ehemmiyet taşıyor. Bunun yanı sıra, yapay zekânın sürdürülebilir olmayan güç ihtiyaçlarını karşılamaya da yardımcı olabilir.

Intel’in Silikon Fotonik Alanındaki Liderliği: Silikon fotonik alanında pazar lideri olan Intel, entegre fotoniğe öncülük eden Intel Labs’ın, geçmişi 25 yıldan uzun süre öncesine dayanan şirket içi araştırmalarından yararlanıyor. Intel, önemli bulut hizmeti sağlayıcılarına, yüksek hacimlerde endüstri lideri güvenilirliğe sahip silikon fotonik tabanlı temas ürünleri geliştiren ve sağlayan ilk şirkettir.

Intel’in en önemli farklılığı, daha yüksek güvenilirlik ve daha düşük maliyet sağlayan hibrit plakada lazer (laser-on-wafer) teknolojisinden ve doğrudan entegrasyondan yararlanan eşsiz entegrasyondur. Eşi gibisi görülmemiş bu yaklaşım, Intel’in verimliliği koruma ederken üstün performans sunmasını sağlıyor. Intel’in sağlam ve yüksek hacimli platformu, 32 milyondan fazla entegre çip üstü lazere sahip 8 milyonu aşkın PIC’yi kullanıcılara sunuyor. Bu entegre çip üstü lazerlerin hata oranı; arıza oranlarını ve kaç arızanın meydana geldiğini gösteren ve yaygın olarak kullanılan bir güvenilirlik ölçütü olan zaman içinde lazer yanılgısı değeri (laser failures-in-time – FIT) cinsinden 0,1’den daha düşüktür.

Bu PIC’ler, 100, 200 ve 400 Gbp’lık uygulamalar için önemli hiper ölçekli bulut hizmeti sağlayıcılarındaki büyük veri merkezi ağlarında kullanılan, takılabilir alıcı-verici modüllerinde paketlendi. 800 Gbp ve 1,6 Tbp’lık uygulamaları destekleyecek sonraki nesil, 200G/lane PIC’ler ise geliştirilme kademesinde.

Bunların yanı sıra Intel; son teknoloji ürünü (SOA) aygıt performansı, daha yüksek yoğunluk, daha iyi bağlaşım (coupling) ve büyük ölçüde düzgünleştirilmiş ekonomi ile yeni bir silikon fotonik işlem düğümü uyguluyor. Intel; çip üzerinde lazer ve SOA performansı, maliyet (kalıp alanında %40’tan fazla düşüş) ve güç (%15’ten fazla düşüş) açısından ilerlemeler kaydetmeyi sürdürüyor.

Sırada Ne Var: Aslına bakılırsa Intel’in mevcut OCI chiplet’i, bir prototip. Intel, OCI’yi optik I/O tahlili olarak SOC’leriyle birlikte paketlemek amacıyla, makul müşterilerle birlikte çeşitli çalışmalar yürütüyor.

Intel’in OCI chiplet’i, yüksek hızlı veri iletiminde ileriye doğru büyük bir atılımı temsil ediyor. İnovasyonu teşvik eden ve irtibatın geleceğini şekillendiren Intel, daima değişen ve gelişen yapay zekâ altyapısı ortamının ön saflarındaki yerini koruma ediyor.