Занимающийся разработкой оптических интерконнектов стартап CScale вышел из «стелс-режима» после раунда финансирования серии C. Компания привлекла $145 млн, участие в раунде приняли NVIDIA и Intel Capital, сообщает Datacenter Dynamics.

Раунд совместно возглавили Atreides Management, Valor Equity Partners и Premji Invest, также в нём приняли участие Sutter Hill Ventures и Maverick Silicon. Общая сумма привлечённых средств достигла $188 млн. Они помогут ускорить разработку и коммерческое внедрение дебютного оптического интерконнекта.

Основанная в 2023 году компания разрабатывает оптические интерконнекты для масштабирования ИИ-систем. Пока подробностей о технологии компании немного, но в официальном заявлении CScale объявила, что занимается проектированием интерконнекта по принципу, в соответствии с которым оптические сбои «локализуются без прерывания вычислений».

Источник изображения: CScale

По словам компании, на фоне того, как ИИ-системы начинают занимать десятки стоек, оптические интерконнекты становятся необходимостью для создания сетевой инфраструктуры для масштабирования ИИ-систем. Надёжная связь имеет решающее значение для экономической эффективности системы. Упрощённая замена компонентов при этом делает обслуживание более удобным, но не обеспечивает бесперебойности работы системы. Компания работает именно над вариантом интерконнекта, с расчётом на обеспечение непрерывной работы.

В Atreides Management отметили, что масштабируемые ИИ-системы приближаются к гигаваттному уровню и пропускная способность интерконнектов ничего не даёт без обеспечения бесперебойной работы. При этом, с учётом масштаба проектов, отказы — не гипотетическая возможность, а неизбежность, поэтому CScale разрабатывает надёжные оптические продукты для нового поколения ИИ-фабрик.

Судя по описанию вакансии на сайте компании, технология CScale будет интегрирована в SoC, оснащённый CPU. Последний может понадобиться для работы сетевого ПО для автоматизации. Компания описывает свой продукт как «интегрированный световой модуль» (integrated light engine).

Комитет стандартизации полупроводниковой продукции (JEDEC) объявил о разработке стандарта «JESD264: Требования к квалификации и надёжности кремниевой фотоники» (JESD264: Silicon Photonics Qualification and Reliability Requirements). Документ призван ускорить внедрение соответствующих технологий в дата-центрах, ИИ-системах и телекоммуникационных сетях.

Технология кремниевой фотоники предусматривает интеграцию оптических и электронных компонентов на одном чипе. В данной области, в отличие от традиционных КМОП-решений, ранее отсутствовала общеотраслевая система для обеспечения надёжности и квалификации, что порождало ряд сложностей для участников рынка и создавало неопределённости в цепочках поставок. Новый документ JEDEC призван решить эти проблемы.

Источник изображения: unsplash.com / Logan Voss

JESD264 — это первый в полупроводниковой индустрии единый стандарт, разработанный специально с прицелом на кремниевую фотонику. Он, как ожидается, поможет производителям, интеграторам и конечным заказчикам снизить риски при внедрении передовых технологий, одновременно упрощая применение сложных фотонных решений, включающих лазеры, модуляторы, фотодиоды и пассивные оптические элементы.

Кроме того, стандарт чётко разграничивает зоны ответственности за надёжность между производителями, OSAT-подрядчиками (компаниями по сборке и тестированию полупроводников) и разработчиками систем. Предполагается, что это будет способствовать повышению стабильности и согласованности экосистемы кремниевой фотоники в целом. Ключевыми положениями JESD264 названы:

• Комплексные протоколы для обеспечения надёжности кристаллов кремниевой фотоники и интегрированных чипсетов;
• Рекомендации по квалификации на уровне компонентов, включая модуляторы, фотодиоды и волноводы;
• Строгие требования к процессам сборки и интеграции лазеров;
• Требования к контролю и отслеживаемости производственных процессов.

Компания Huawei, по сообщению The Register, продемонстрировала оптические модули NPO (Near-Packaged Optics), предназначенные для организации высокоскоростного интерконнекта в дата-центрах для ИИ-задач.

В традиционных коммутаторах оптические блоки обычно располагаются на передней панели, а длина соединения от собственно чипа до собственно оптических компонентов довольно велика. Энергопотребление и тепловыделение таких решений увеличиваются с ростом скоростей передачи данных, что становится серьезной проблемой в свете активного внедрения стандартов 800 Гбит/с и 1,6 Тбит/с. Кроме того, длинные электрические трассы и интенсивная обработка сигналов в DSP приводят к увеличению задержек.

Источник изображения: The Register

Одним из способов повышения эффективности является применение технологии CPO (Co-Packaged Optics). Она предполагает размещение оптического модуля на той же подложке, что и ASIC. Такой подход обеспечивает небольшие задержки и низкое энергопотребление, однако затрудняет замену вышедших из строя оптических модулей и значительно удорожает производство. В результате, возрастают эксплуатационные затраты в ЦОД.

Платформа NPO, предложенная компанией Huawei, предусматривает монтаж оптического движка в виде отдельного компонента на плате рядом с ASIC. При этом конструкция NPO исключает необходимость в отдельном DSP-чипе — соответствующие функции интегрируются в ASIC. Таким образом, сохраняется возможность замены оптического модуля в случае его выхода из строя, тогда как задержки по сравнению с традиционными решениями снижаются со 100 до 10 нс, а энергопотребление уменьшается примерно на 60 %.

В NPO-решении Huawei используются 36 линий 200G, что в сумме даёт 7,2 Тбит/с. Предполагается, что предложенная технология будет использоваться в следующих поколениях ИИ-узлов SuperPoD.

Израильская компания NewPhotonics разработала оптический движок нового поколения — фотонный чип NPC50506, предназначенный для организации сверхбыстрого интерконнекта в дата-центрах, ориентированных на ИИ-нагрузки. Изделие обеспечивает пропускную способность до 6,4 Тбит/с.

Главной особенностью новинки является интеграция лазера непосредственно на кремниевый чип. Такая конструкция устраняет необходимость во внешних источниках света и в сложной оптической стыковке, что существенно снижает потери, а также способствует уменьшению энергопотребления всей системы. Кроме того, упрощается монтаж.

Решение NPC50506 спроектировано с прицелом на архитектуру Near-Package Optics (NPO). Говорится о полной совместимости со стандартами экосистемы Open CPX MSA. Применены модуляция 224 Гбит/с PAM4 и низкопрофильная упаковка Flip-Chip BGA.

Источник изображения: NewPhotonics

Подчёркивается, что при создании изделия NewPhotonics уделила большое внимание удобству обслуживания. Вместо жёсткой интеграции оптического модуля в корпус коммутатора или ускорителя, использован «сокетный» подход: движок устанавливается в специальный разъём, что позволяет тестировать его до финальной сборки, а также производить быструю замену в полевых условиях в случае выхода из строя. Благодаря этому сокращаются эксплуатационные издержки, поскольку при поломке не придется менять весь узел с оптическим движком.

Выход NPC50506 знаменует важный шаг на пути к переходу от традиционных медных интерфейсов к энергоэффективным оптическим интерконнектам. Пробные поставки новинки начнутся до конца текущего месяца.

Компании Qualcomm Technologies и Amazon объявили о заключении многолетнего соглашения о сотрудничестве. Работы будут осуществляться по нескольким направлениям, включая создание кастомизированных чипов для дата-центров, ориентированных на ИИ-задачи.

Партнёры отмечают, что в настоящее время наблюдается экспоненциальный рост нагрузок, связанных с ИИ. Это приводит к стремительному увеличению спроса на вычислительные ресурсы и хранилища данных. Одновременно повышаются требования к пропускной способности каналов связи. Совместные усилия Qualcomm и Amazon как раз и будут направлены на создание аппаратных решений для высокопроизводительных ИИ-инфраструктур следующих поколений.

Компании, в числе прочего, займутся разработкой передовых чипов, оптимизированных для задач инференса в крупномасштабных дата-центрах. Qualcomm и Amazon также намерены сотрудничать в области высокопроизводительных оптических систем связи: речь идёт о решениях класса 1,6 Тбит/с и выше. При этом будут использоваться технологии Qualcomm, включая DSP и SerDes.

Источник изображения: Qualcomm

В рамках сотрудничества Qualcomm намерена расширить использование облачной инфраструктуры AWS, включая платформу Amazon Bedrock, которая обеспечивает доступ к большим языковым моделям (LLM) и ИИ-инструментам через общий интерфейс. Эти сервисы Qualcomm будет применять для автоматизации проектирования электроники (EDA), что позволит значительно ускорить процессы создания передовых микросхем.

Конечной целью сотрудничества Qualcomm и Amazon называют формирование высокопроизводительной, эффективной и экономичной инфраструктуры для ИИ и сопутствующих нагрузок.

Испанский стартап iPronics из Валенсии, специализирующийся в области оптической коммутации (Optical Circuit Switching) на основе кремниевой фотоники для ИИ-инфраструктур, объявил о привлечении $125 млн венчурных инвестиций в рамках раунда финансирования серии B, возглавляемого совместно Maverick Silicon и Light Street Capital при участии NVIDIA и ряда существующих и новых инвесторов. С учётом нынешнего раунда общий объём финансирования компании достиг $177 млн.

Компания сообщила, что полученные средства позволят ускорить коммерческое внедрение стоечного оптического коммутатора iPronics Optical Networking Engine (ONE). Благодаря интегрированному управлению, телеметрии и API, iPronics ONE предоставляет программируемый оптический уровень, позволяющий ИИ-кластерам перенастраивать соединения в режиме реального времени для рабочих нагрузок обучения и инференса.

Источник изображения: iPronics

Компания отметила ускорение внедрения технологии оптической коммутации (OCS) в сетях ИИ ЦОД, получившей применение в самых разных областях. По мере роста ИИ-кластеров требования к масштабируемости сетей ускоряют переход от медных кабелей к оптическим и создают потребность в новом поколении высокоплотных решений для коммутации. iPronics разработала компактную, специализированную OCS-платформу на основе кремниевой фотоники. Она же вместе с Lumentum запустила проект по стандартизации OCS в рамках OCP.

Ключевое преимущество OCS заключается в способности быстро адаптироваться к выходу из строя вычислительных чипов, что стало неизбежным, поскольку в ЦОД теперь размещаются сотни тысяч чипов. «Сбои происходят в масштабе минут — это уже не часы, месяцы или недели, — сообщил агентству Reuters основатель и главный технический директор iPronics. — Первоочередная задача — обеспечить отказоустойчивость — надёжную и отказоустойчивую сеть, способную, по сути, перестраиваться».

Компания утверждает, что её технология позволяет достичь времени переконфигурации менее миллисекунд, что открывает возможность изменения топологии непосредственно во время исполнения рабочих нагрузок, скрывая задержки во время вычислительных циклов, пишет The Register. iPronics утверждает, что она также способна достичь более высокой плотности, чем решения OCS «первого поколения». iPronics One поддерживает 32 порта на одном чипе-коммутаторе, но компания готовит чипы на 72 и 144 порта. Поскольку эти чипы созданы с использованием кремниевой фотоники, они весьма компактны, так что iPronics рассчитывает на многочиповые решения и разъёмы высокой плотности для размещения до 720 пар портов в 1U-шасси.

Источник изображения: iPronics

Даже при задержках менее миллисекунды OCS лучше всего работает в средах, где сетевые пути меняются не так часто. Это разнится с подходом, используемым в большинстве современных стоечных систем, таких как NVIDIA NVL72 или AMD Helios, которые отдают приоритет коммуникациям All-to-All и чрезвычайному разнообразию путей. Но эти два подхода не являются взаимоисключающими. Существует несколько потенциальных вариантов использования, включая гибридные среды, объединяющие mesh-сети с коммутируемыми фабриками.

В связи со стремительным развёртыванием ИИ ЦОД, растут инвестиции в индустрию оптической коммуникации, от стартапов в области фотоники до уже существующих предприятий по производству оптического оборудования и волоконно-оптических кабелей, отметил The Register. В марте NVIDIA инвестировала $6 млрд (по $2 млрд в каждую) в Coherent, Lumentum и Marvell для развития их оптических технологий. Расширяя присутствие в США, iPronics открыла офис в Санта-Кларе (Santa Clara) в Калифорнии, и активно набирает сотрудников для «усиления своей продуктовой стратегии, развёртывания решений у клиентов и партнёрства в области ИИ-инфраструктуры».

Испытывающий финансовые трудности производитель экшн-камер GoPro заключил окончательное соглашения о слиянии с американской компанией Starman Optical, в результате которого акционеры GoPro получат в общей сложности $285 млн или $1,14 за акцию и сохранят за собой примерно 10 % акций компании. Непогашенный долг GoPro в размере приблизительно $92 млн будет полностью погашен на момент закрытия сделки, которое ожидается к концу этого года.

Как сообщает GoPro, сделка позволит «максимизировать ценность интеллектуальной собственности GoPro и потенциал роста на потребительском, коммерческом и оборонном рынках путем рекапитализации компании, укрепления её баланса, инвестиций в развитие и переноса производства продукции для стратегических рынков в страну». При этом она останется публичной компанией и продолжит оказывать полную поддержку своим существующим потребительским продуктам.

Компания Starman Optical была зарегистрирована в Делавэре 31 августа. Она позиционируется как «оптико-фотонная компания, специализирующаяся на разработке и внутреннем производстве оптических трансиверов и связанных с ними фотонных технологий через своё подразделение Starman New Photonics (SNP)». И Starman Optical, и Starman New Photonics входят в состав Starman Holding, которой принадлежат такие бренды потребительской электроники, как Incase, Incipio и Griffin. SNP представила на выставке OFC 2026 продукты Liberty, в том числе трансиверы 800G и 1,6T для ИИ ЦОД.

Источник изображения: GoPro

Сообщается, что SNP планирует инвестировать $150 млн в реконструкцию завода площадью 9300 м² в Уоррене (Warren, штат Нью-Джерси), на котором будет осуществлять высокоточное производство оптических трансиверов, сборку, упаковку и научно-исследовательские разработки, создав 250 рабочих мест. Ожидается, что оптические трансиверы Starman, производимые в США, будут добавлены в портфель GoPro, что расширит присутствие компании на быстрорастущем рынке ИИ-инфраструктуры.

Как отметил ресурс Converge! Network Digest, для Starman компания GoPro потенциально может предоставить инженерные ресурсы, опыт в области оптики, интеллектуальную собственность, включающую 2500 зарегистрированных в США патентов, и доступ к публичным рынкам капитала; для GoPro Starman — это возможность выйти на быстрорастущий рынок оптики для ЦОД.

«Сочетание мирового класса оптической экспертизы и интеллектуальной собственности GoPro с передовыми возможностями трансиверов Starman и американской производственной платформой создаёт уникальную возможность. Вместе мы намерены вернуть производство этих критически важных компонентов в США», — заявил Чарльз Тебеле (Charles Tebele), генеральный директор Starman Holdings.

Спрос на оптику для ИИ-систем стимулирует значительные инвестиции в наращивание производственных мощностей по всей отрасли. Например, компания Applied Optoelectronics (AOI) расширяет производство оптики для систем с пропускной способностью 800 Гбит/с и 1,6 Тбит/с в Техасе, а Coherent вкладывает значительные средства в наращивание мощностей по производству полупроводников на основе фосфида индия по мере роста спроса на системы с пропускной способностью 1,6 Тбит/с. Запланированное открытие производства в Нью-Джерси позволит компании SNP добавить ещё один производственный объект в цепочку поставок оптики, которая исторически в значительной степени полагалась на мощности в Азии.

Бразильские компании OAIS Cloud и Savartus, по сообщению Blocks & Files, намерены использовать системы хранения на основе многослойных оптических дисков Folio Photonics для предоставления облачных сервисов по модели AaaS (Archive-as-a-Service — архивирование данных как услуга).

Напомним, Folio Photonics разработала носители с 32 слоями: информация хранится в точках нанофотонной оптической среды в виде флуоресцентных сигналов, генерируемых лазерными импульсами. Изделия относятся к классу WORM (Write Once, Read Many) — однократная запись, многократное чтение. Вместимость решений первого поколения составляет от 1 до 2 Тбайт, а данные могут храниться от 50 до 100 лет. Недавно компания привлекла $8 млн на дальнейшее развитие и коммерциализацию своей технологии.

OAIS Cloud — бразильский поставщик облачных услуг хранения данных: компания будет выступать в качестве стратегического партнёра Folio Photonics, отвечая за продвижение, внедрение и эксплуатацию совместного решения на основе оптических дисков. Кроме того, OAIS Cloud займётся предоставлением сервисов AaaS на новой аппаратной платформе.

Источник изображений: Savartus

В свою очередь, Savartus фокусируется на создании инфраструктуры долгосрочного хранения данных. Эта фирма основана в конце 2024 года как независимое дочернее предприятие, отделившееся от подразделения Active Archive корпорации Rimage. Компания Savartus предлагает системы Enterprise Laser Storage ELS 8000 и ELS 10K. В них могут использоваться оптические носители Blu-ray или Folio Photonics.

В частности, диски Folio Photonics объёмом 500 Гбайт или 1 Тбайт загружаются в картриджи на 12 носителей, которые по размеру сопоставимы с LTO-решениями. Сами картриджи помещаются в магазины с 30 или 36 слотами. Утверждается, что по совокупной стоимости владения (TCO) платформа ELS 8000 выигрывает у AWS Deep Glacier и архивов на базе HDD вместимостью 32 Тбайт после 5 лет эксплуатации и приближается к ленточным библиотекам. Преимуществами являются устойчивость к электромагнитным импульсам и отсутствие необходимости модернизации.

Платформы на основе дисков Folio Photonics ориентированы на организации, управляющие масштабными хранилищами, включая национальные архивы, цифровые правительственные платформы, научные и финансовые учреждения и пр. В целом, многослойные оптические носители Folio Photonics разработаны для увеличения плотности архивирования при одновременном снижении энергопотребления и затрат на долгосрочное хранение.

SK hynix опубликовала в журнале Nature Electronics статью, подготовленную совместно с исследователями из США, Сингапура и Южной Кореи, под названием «CPO для HPC и ИИ». В ней изложены планы по развитию интегрированной оптики (CPO) — технологии оптического интерконнекта следующего поколения, которая решает проблемы узких мест в передаче данных с точки зрения целостной системы, выходящей за рамки одной только памяти и охватывающей стойки целиком, пишет StorageReview.com.

По мере того как кластеры ИИ-систем масштабируются до тысяч GPU и стеков HBM, традиционные медные каналы связи достигают своих пределов, а более высокие скорости и большие расстояния приводят к увеличению энергопотребления, задержек и сложности передачи сигналов, отметила SK hynix.

Согласно исследованию SK hynix, производительность вычислительных систем растёт примерно в три раза каждые два года, в то время как пропускная способность интерконнекта за тот же период увеличивается примерно в 1,4 раза, что приводит к барьеру, который всё больше ограничивает перемещение данных между ИИ-системами. Даже если GPU будут становиться всё более быстрее, производительность ИИ-кластера не будет расти с той же скоростью, если данные не смогут достаточно быстро перемещаться между процессорами, памятью и ускорителями.

Источник изображений: SK hynix

CPO позволяет решить эту проблему, размещая оптические трансиверы вблизи процессора или ускорителя на той же подложке. Преобразование высокоскоростных электрических сигналов в фотонные каналы, непосредственно прилегающие к вычислительному кремнию, минимизирует длину электрических дорожек, уменьшая паразитную ёмкость и затухание или искажение сигнала. Эта архитектура обеспечивает оптическую передачу с низкими потерями и высокой пропускной способностью по платам, стойкам и модулям, сохраняя при этом более высокую плотность полосы пропускания и улучшенную устойчивость к электромагнитным помехам.

Физическая упаковка накладывает ограничения на количество процессоров и модулей памяти, которые можно разместить на одной подложке. Оптическая связь предлагает возможность их физического разделения, позволяя им при этом работать как часть гораздо более крупной вычислительной системы.

Концептуальная схема оптико-ориентированной архитектуры напрямую соединяет пулы вычислительных ресурсов (XPU) и пулы памяти посредством оптических сигналов с использованием интерпозера. Такой подход позволяет создавать дезагрегированные пулы общей памяти с низкой задержкой, где несколько вычислительных модулей могут получать доступ к общей ёмкости через оптическую объединительную плату без типичных для традиционных сетевых фабрик затрат на (де-)сериализацию, обеспечивая более гибкое перемещение данных на системном уровне и более быструю реакцию на растущий масштаб ИИ-моделей.

Как отметил ресурс The Korea Times, значение статьи в Nature Electronics заключается не только в определении CPO как потенциального решения, но и в определении целей для будущей ИИ-инфраструктуры. Исследователи предполагают, что в будущем системы будут обеспечивать пропускную способность более 100 Тбит/с на узел, потребляя менее 1 пДж/бит и поддерживая межчиповую задержку менее 10 нс. SK hynix также прогнозирует архитектурную эволюция от стандартных 2D-многочиповых модулей и интеграции 2.5D-кремниевых интерпозеров к 3D-гетерогенной стековой компоновке.

Кроме того, были указаны ключевые проблемы коммерциализации. Переход от демонстрации передовых вариантов упаковки к серийному производству оборудования сопряжён с рядом нерешенных инженерных проблем. Интеграция маломощных кремниевых фотонных устройств вместе с мощной логикой хоста требует сложной теплоизоляции и передовых микроканальных или иных систем прямого охлаждения упаковки.

Также отрасли необходимо разработать стандартизированные протоколы когерентности с низкой задержкой, способные координировать операции с оптически связанной памятью без дополнительных затрат на проприетарные решения. Надёжная коммерциализация потребует комплексного проектирования оборудования, охватывающего топологии кристаллов DRAM, специализированные контроллеры памяти, фотонные модули и гетерогенную упаковку подложек.

Статья также даёт представление о том, как SK hynix позиционирует себя на следующем этапе развития ИИ-инфраструктуры. Компания стала одним из главных бенефициаров бума генеративного ИИ благодаря HBM. Следующий этап требует, чтобы устройства памяти, контроллеры, оптические компоненты, процессоры и передовые технологии упаковки проектировались совместно, а не оптимизировались по отдельности. Именно поэтому исследователи делают акцент на «совместном проектировании». Нечто похожее уже разрабатывает Marvell, Lightmatter, Ayar Labs и другие вендоры. OCP также взялась за стандартизацию CPO, а группа гиперскейлеров сформировала альянс OCI MSA.

Компания Lightmatter объявила об официальном запуске инициативы «Открытая кремниевая фотоника для ИИ-систем» (Open Silicon Photonics for AI Systems), анонсированной ранее в этом году в рамках проекта Open Compute Project (OCP), в сотрудничестве с расширенной коалицией, которая помимо 10 компаний-учредителей теперь включает девять новых участников. В коалицию входят Celestica, Dell Technologies, Flex, Foxconn Interconnect Technology, Global Unichip Corporation, Hyve Solutions, Keysight, Lightmatter, Qualcomm, Quanta Cloud Technology и другие.

Также был опубликован основополагающий документ инициативы под названием «Архитектурное видение: открытая кремниевая фотоника для систем ИИ» (Architecture Vision: Open Silicon Photonics for AI Systems). Этот 300-страничный документ послужит руководством для разработки общей концепции CPO (Community-Outdoor Office) для масштабирования ИИ-кластеров, совместимых с MHS-платформами и ORv3-стойками, с 72–1024 (и более) узлов, обеспечивая при этом совместимость с оборудованием разных производителей и значительно более высокую загрузку вычислительных кластеров.

Источник изображения: Fujiphilm/unsplash.com

В отличие от подключаемой оптики, где трансиверы отделены от основных микросхем, CPO интегрирует оптические и электрические компоненты, такие как оптические модули и коммутирующие ASIC, на одной компактной подложке. Эталонная архитектура предлагает гиперскейлерам основу для поддержки перехода от медных подключений к фотонике, что необходимо для масштабируемости и совместимости между несколькими поколениями SerDes, циклами проектирования коммутаторов и XPU.

Технологически независимый подход архитектуры также обеспечивает поддержку разнообразных фотонных решений, включая кремниевую фотонику, VCSEL и MicroLED, способствуя созданию надёжной мультивендорной цепочки поставок, которая может масштабироваться для удовлетворения потребностей в производительности и энергопотреблении.

«Интерконнекты стали столь же фундаментальными для производительности ИИ-инфраструктуры, как и вычислительные ресурсы», — заявил основатель и генеральный директор Lightmatter. «Переход отрасли к кремниевой фотонике откроет следующий крупный скачок в возможностях передовых моделей. Этот документ закладывает основу, на которой это растущее сообщество OCP будет разрабатывать общую архитектуру стоек CPO на основе MHS, которая впишется в процессы гиперскейлеров», — добавил он.