Компания Ayar Labs, занимающаяся разработкой интерконнекта на базе кремниевой фотоники, анонсировала чиплет оптического I/O TeraPHY, способный обеспечить пропускную способность 8 Тбит/с и использующий оптический источник света SuperNova компании Ayar Labs с поддержкой 16 длин волны.

Чиплет поддерживает интерфейс Universal Chiplet Interconnect Express (UCIe), что означает возможность объединения в одном решении чиплетов от разных поставщиков. Ayar Labs отметила, что совместимость со стандартом UCIe позволяет создать более доступную и экономичную экосистему, которая упрощает внедрение передовых оптических технологий, необходимых для масштабирования рабочих ИИ-нагрузок и преодоления ограничений традиционных медных соединений.

Источник изображения: Ayar Labs

Ayar Labs сообщила, что объединила кремниевую фотонику с производственными процессами CMOS, чтобы обеспечить использование оптических соединений в форм-факторе чиплета в многочиповых корпусах. Это позволяет GPU и другим ускорителям взаимодействовать на широком диапазоне расстояний, от миллиметров до километров, при этом эффективно функционируя как единый гигантский GPU.

Марк Уэйд (Mark Wade), генеральный директор и соучредитель Ayar Labs заявил, что в компании давно увидели потенциал совместно упакованной оптики, и поэтому занялись внедрением оптических решений в ИИ-приложениях. «Продолжая расширять границы оптических технологий, мы также объединяем цепочку поставок, производство, а также процессы тестирования и проверки, необходимые клиентам для масштабного развёртывания этих решений», — подчеркнул он.

Среди партнёров Ayar Labs крупнейшие компании отрасли, включая AMD, Intel, NVIDIA и TSMC. В последнем раунде финансирования, прошедшем в декабре прошлого года компания привлекла $155 млн. Рыночная стоимость Ayar Labs, по оценкам, составляет $1 млрд.

Lightmatter анонсировала оптический интерконнект 3D co-packaged optics (CPO) Passage L200, разработанный для интеграции с новейшими дизайнами GPU и XPU, а также коммутаторами, предназначенный для обеспечения значительного увеличения скорости обработки ИИ-нагрузок в огромных кластерах из тысяч ускорителей, благодаря устранению узких мест в полосе пропускания интерконнекта.

Семейство L200 3D CPO включает версии на 32 Тбит/с (L200) и 64 Тбит/с (L200X), что в 5–10 раз превышает возможности существующих решений. L200 позволяет размещать несколько GPU в одной упаковке, обеспечивая более 200 Тбит/с общей полосы пропускания I/O, что позволяет ускорить обучение и инференс ИИ-моделей до восьми раз.

Источник изображений: Lightmatter

В обычных ЦОД ускорители соединены между собой с помощью массива сетевых коммутаторов, которые образуют многоуровневую иерархию. Эта архитектура создает слишком большую задержку, поскольку для того, чтобы один ускоритель мог взаимодействовать с другим, сигнал должен пройти через несколько коммутаторов.

Как сообщил ранее в интервью ресурсу SiliconANGLE генеральный директор Lightmatter Ник Харрис (Nick Harris), Passage решает проблему громоздких сетевых соединений, интегрируя свою сверхплотную оптоволоконную технологию в чипы, чтобы улучшить пропускную способность в 100 раз по сравнению с лучшими решениями, используемыми сегодня. «Таким образом, вместо шести или семи слоев коммутации у вас есть два, и каждый GPU может подключаться к тысячам других», — пояснил он.

Lightmatter назвала свою архитектуру интерконнекта «I/O без границ» (edgeless I/O) и заявила, что она может масштабировать пропускную способность по всей площади кристалла на GPU, в то время как традиционные кристаллы могут подключаться к другим кристаллам только на краю (shoreline). Интеграция Passage 3D позволяет размещать SerDes-блоки в любом месте кристалла, а не ограничиваться его краями, обеспечивая пропускную способность эквивалентную 40 подключаемых оптических трансиверов. Сообщается, что модульное решение 3D CPO использует стандартный совместимый интерфейс UCIe die-to-die (D2D) и упрощает масштабируемую архитектуру на основе чиплетов для бесшовной интеграции с XPU и коммутаторами следующего поколения.

Компания заявила, что грядущий L200 CPO разработан для крупносерийного производства, и она тесно сотрудничает для его подготовки с партнёрами по производству полупроводников, такими как Global Foundries, ASE и Amkor, а также передовыми производителями CMOS. В серийное производство Lightmatter L200 и L200X поступят в следующем году.

Lightmatter также анонсировала референсную платформу Passage M1000 — фотонный 3D-суперчип (3D Photonic Superchip), разработанный для XPU и коммутаторов следующего поколения. Passage M1000 обеспечивает рекордную общую оптическую пропускную способность на уровне 114 Тбит/с для самых требовательных приложений ИИ-инфраструктуры.

M1000 площадью более 4000 мм² представляет собой многосетчатый активный фотонный интерпозер, который позволяет клиентам создавать свои собственные кастомные соединения с использованием кремниевой фотоники, обеспечивая подключение к множеству GPU в одной 3D-упаковке.

Как сообщается, Passage M1000 позволяет преодолеть ограничение по подключению по краям, обеспечивая I/O практически в любом месте на своей поверхности для комплекса кристаллов, размещённых сверху. Интерпозере оснащён обширной и реконфигурируемой сетью волноводов, которая передает WDM-сигналы по всему M1000. Благодаря полностью интегрированному соединению с поддержкой 256 волокон с пропускной способностью 448 Гбит/с на волокно, M1000 обеспечивает на порядок более высокую пропускную способность в меньшем размере корпуса по сравнению с обычными структурами Co-Packaged Optics (CPO) и аналогичными предложениями. Поставки Passage M1000 начнутся этим летом.

Среди инвесторов Lightmatter крупные технологические компании, такие как Alphabet и HPE. В последнем раунде финансирования, прошедшем в октябре 2024 года, Lightmatter привлекла $400 млн инвестиций, в результате чего сумма привлечённых компанией средств достигла $850 млн, а её рыночная стоимость теперь оценивается в $4,4 млрд.

ИИ-стартап Cerebras Systems выбран американским военно-техническим управлением DARPA для разработки высокопроизводительной вычислительной системы нового поколения. Cerebras объединит собственные ИИ-ускорители и фотонные CPO-интерконнекты Ranovus для обеспечения высокой производительности при малом энергопотреблении, сообщает пресс-центр Cerebras.

Комбинация технологий двух компаний позволит обеспечить в реальном времени моделирование сложных физических процессов и выполнение масштабных ИИ-задач. С учётом успеха программы DARPA Digital RF Battlespace Emulator (DRBE), в рамках которой Cerebras уже разрабатывает передовой суперкомпьютер для радиочастотной эмуляции, именно Cerebras и Ranovus были выбраны для новой инициативы, позволяющей объединить вычислительные продукты Cerebras с первыми в отрасли фотонными интерконнектами Ranovus.

Решение крайне актуальное, поскольку двумя ключевыми вопросами для современных вычислительных систем являются проблемы с памятью и обменом данных между ускорителями и иной серверной инфраструктурой — вычислительные потребности растут быстрее, чем возможности памяти или IO-систем ввода-вывода. Как утверждают в Cerebras, её WSE-чипы имеют в 7 тыс. раз большую пропускную способность, чем классические ускорители, что даёт самый быстрый в мире инференс и самое быстрое моделирование молекулярных процессов.

Источник изображения: Cerebras

В рамках нового плана DARPA стартап Cerebras будет использовать интерконнект Ranovus, что позволит получить производительность, недоступную даже для крупнейших суперкомпьютерных кластеров современности. При этом энергопотребление будет значительно ниже, чем у самых современных решений с использованием коммутаторов. Последние являются одними из самых энергоёмких компонентов в современных ИИ-системах или суперкомпьютерах.

Утверждается, что комбинация новых технологий двух компаний позволит искать решения самых сложных задач в реальном времени, будь то ИИ или сложное моделирование физических процессов, на недостижимом сегодня уровне. Подчёркивается, что оставаться впереди конкурентов — насущная необходимость для обороны США, а также местного коммерческого сектора. В частности, это открывает огромные возможности для работы ИИ в режиме реального времени — от обработки данных с сенсоров до симуляции боевых действий и управления боевыми или коммерческими роботами.

В Ranovus заявили, что платформа Wafer-Scale Co-Packaged Optics в 100 раз производительнее аналогичных современных решений, что позволяет значительно повысить эффективность ИИ-кластеров, и значительно энергоэффективнее продуктов конкурентов. Партнёрство компаний позволит задать новый стандарт для суперкомпьютерной и ИИ-инфраструктуры, решая задачи роста спроса на передачу и обработку данных и давая возможность реализовать военное и коммерческое моделирование нового поколения.

Помимо использования в целях американских военных, гигантские ИИ-чипы Cerebras применяются и оборонными ведомствами других стран. Так, весной 2024 года сообщалось, что продукты компании помогут натренировать ИИ для военных Германии.

Гонка в области ИИ накладывает отпечаток на облик ЦОД: сетевая инфраструктура становится всё сложнее и сложнее в погоне за высокой пропускной способностью и минимальными задержками. За это приходится платить повышенным расходом энергии на обеспечение работы оптических трансиверов. Поэтому NVIDIA представила новое поколение коммутаторов с интегрированной кремниевой фотоникой, которое должно решать эту проблему, а заодно обеспечить повышенную надёжность и скорость развёртывания сетевой инфраструктуры.

По оценкам NVIDIA, традиционный облачный дата-центр на каждые 100 тысяч серверов расходует 2,3 МВт энергии на обеспечение работы оптических трансиверов, но в ИИ-кластерах, где каждому ускорителю нужно своё быстрое сетевое подключение, эта величина может достигать уже 40 МВт, т.е. до 10 % от общего уровня энергопотребления всего комплекса. Гораздо разумнее было тратить эту энергию на вычислительную, а не сетевую инфраструктуру.

Источник здесь и далее: NVIDIA

Новые коммутаторы Spectrum-X и Quantum-X должны решить эту проблему кардинально. В них применены новые ASIC, объединяющие на одной подложке чип-коммутатор и фотонные модули. Такой подход позволяет отказаться сразу от нескольких звеньев традиционной цепочки, входящих в классический оптический трансивер. Современный высокоскоростной трансивер включает восемь лазеров, которые потребляют порядка 10 Вт, и DSP-блок, который требует 20 Вт.

Интегрированная фотоника позволяет обойтись всего двумя внешними лазерами для обеспечения работы одного порта 1,6 Тбит/с. Лазеры соединяется в этой схеме непосредственно с фотонным модулем на борту новых ASIC. Собственно оптический движок в составе ASIC потребляет всего 7 Вт, ещё 2 Вт требует лазер. Разница в энергопотреблении минимум трёхкратная.

Кроме того, упрощение схемы соединений способствует повышению надёжности: NVIDIA говорит о 63-кратном улучшении целостности сигнала, которому не приходится добираться через несколько электрических соединений от ASIC до трансивера и внутри последнего, и о десятикратном повышении общей надёжности сети. Если в традиционной схеме потери сигнала на его электрическом пути могут составлять 22 дБ, то для схемы с фотонным модулем этот показатель составляет всего 4 дБ.

Новая схема упаковки ASIC достаточно сложна: в ней реализованы разъёмные оптические соединители, позволяющие реализовывать сценарии с различной конфигурацией портов коммутаторов, со скоростями от 200 до 800 Гбит/с. Флагманский коммутатор Spectrum SN6800 включает 512 портов 800GbE с совокупной скоростью коммутации 409,6 Тбит/с. Модель SN6810 компактнее, она предлагает 128 портов 800GbE и коммутацию до 102,4 Тбит/с.

Серия Quantum-X пока представлена моделью Quantum 3450-LD: 144 порта 800G InfiniBand с совокупной производительностью 115 Тбит/с. Сочетание высокой плотности с такими скоростями потребовала разработки и интеграции кастомной системы жидкостного охлаждения. Новые коммутаторы Quantum-X станут доступны во II половине этого года, а Spectrum-X — во II половине 2026 года.

В оптических движках собственной разработки NVIDIA использованы микрокольцевые модуляторы (MRM), реализация которых стала доступной благодаря сотрудничеству NVIDIA с TSMC в области упаковки «многоэтажных» чипов COUPE. Помимо TSMC в создании новых коммутаторов приняли участие компании Browave, Coherent, Corning Incorporated, Fabrinet, Foxconn, Lumentum, SENKO, SPIL, Sumitomo Electric Industries и TFC Communication.

Особенно серьёзно преимущества новой схемы проявляют себя в больших масштабах, на уровне сотен тысяч ускорителей. Время развёртывания снижается в 1,3 раза, а общая надёжность сети становится на порядок выше. Правда, пока что речь идёт только о коммутаторах — оптические кабели будут напрямую подключаться к их портам. Однако другой конец кабеля всё равно будет уходить в трансивер, обслуживающий отдельный ускоритель или узел. Также пока нет никаких планов по переводу NVLink на «оптику», поскольку внутри узла и NVL-стойки работать с «медью» по-прежнему проще и выгоднее.

Celestial AI, разрабатывающая платформу оптического интерконнекта Photonic Fabric, объявила о привлечении $250 млн в ходе раунда финансирования серии C1. Раунд возглавила Fidelity Management & Research Company, общий объём привлечённого бизнесом капитала за всё время достиг $515 млн, сообщает пресс-служба компании.

В числе новых инвесторов — фонды, контролируемые BlackRock, Maverick Silicon, Tiger Global Management и Лип-Бу Таном (Lip-Bu Tan). Участвовали и прежние инвесторы, включая AMD Ventures, Koch Disruptive Technologies (KDT), Temasek, принадлежащая последней Xora Innovation, а также Porsche Automobil Holding SE и The Engine Ventures.

Как заявляют в Celestial AI, появление «рассуждающих» ИИ-моделей и автономных ИИ-агентов, выросли и требования к инфраструктуре. Современные ИИ-кластеры уже включают десятки тысяч ускорителей, а со временем они станут ещё больше. Для них требуется эффективная во всех отношениях система передачи данных. Photonic Fabric, по словам Celestial AI, представляет собой «единственную» технологическую платформу, отвечающую всем требованиям таких систем, задавая новые стандарты пропускной способности, задержек, энергоэффективности и совокупной стоимости владения.

Источник изображения: Celestial AI

Для того, чтобы справиться с быстрыми изменениями ИИ-инфраструктуры, платформа Photonic Fabric обеспечит объединение в единую сеть вычислительных ИИ-мощностей, от кластеров чипов до групп серверов в разных стойках. Предлагается полный набор продуктов для передачи данных, коммутации и упаковки, которые послужат основой оптических масштабируемых сетей. Photonic Fabric полностью совместима со стандартными для индустрии процессами производства и 2.5D-упаковки.

Тесное сотрудничество с гиперскейлерами, производителями и упаковщиками чипов и новые средства позволят компании масштабировать производство своих решений для удовлетворения спроса со стороны клиентов. На рынке уже есть сходные решения вроде Lightmatter Passage или Ayar Labs TeraPhy. В 2024 году Celestial AI предлагала связать оптикой HBM, DDR5 и процессоры. Ранее компания уже привлекла $100 млн и $175 млн в ходе двух раундов финансирования.

Nokia завершила покупку Infinera, что позволит финской компании усилить компетенции и масштабировать бизнес в сфере оптических сетей, а также позволит ускорить рост в сегменте ЦОД, сообщает пресс-служба компании. В подразделении Nokia Network Infrastructure отметили высокую скорость одобрения сделки регуляторами и поддержку соглашения клиентами компаний.

Теперь речь идёт о формировании фактически новой организации, которая будет задавать тренды в отрасли и обеспечит клиентам доступ к всевозможным оптическим сетевым технологиям при поддержке Nokia Bell Labs. Масштабирование бизнеса позволит ускорить расширение портфолио продуктов. О подписании окончательного соглашения Nokia и Infinera объявили в июне 2024 года. Предполагалось, что Nokia сможет купить компанию из расчёта $6,65 за акцию, а владельцы ценных бумаг Infinera смогут продать их, получить взамен акции Nokia или выбрать комбинированный вариант.

Команда Infinera присоединится к бизнесу Optical Networks компании Nokia, при этом бывший глава Infinera Дэвид Херд (David Heard) войдёт в группу Network Infrastructure в роли главы стратегического развития. Объединённая компания располагает более 1 тыс. клиентов по всему миру, обеспечивая своими решениями крупнейших операторов связи, а также крупнейших корпоративных клиентов, включая коммунальные, государственные, исследовательские и образовательные структуры.

Источник изображения: Nokia

В Nokia рассчитывают, что сделка будет способствовать росту операционной прибыли и прибыли на акцию (EPS) в 2025 году и намерена заработать по итогам сделки более €200 млн к 2027 году. В частности, к 2027 году сделка должна обеспечить рост EPS более чем на 10 %. При этом не все сетевые активы приходятся Nokia ко двору. Например, в начале 2025 года Nokia завершила продажу Франции подразделения Alcatel Submarine Networks (ASN), занимающегося подводными кабелями.

Компания STMicroelectronics объявила о разработке фотонного чипа PIC100, предназначенного для организации высокоскоростного оптического интерконнекта в дата-центрах, ориентированных на задачи ИИ. Изделие создано в сотрудничестве с Amazon Web Services (AWS).

Чипы PIC100 планируется изготавливать с использованием технологического процесса BiCMOS на основе 300-мм кремниевых пластин. Метод BiCMOS предполагает объединение биполярных и КМОП-транзисторов на одном кристалле. Такой подход позволяет совместить преимущества компонентов обоих типов: технология обеспечивает улучшенную производительность по сравнению с КМОП-решениями при меньшей рассеиваемой мощности по сравнению с продуктами на основе только биполярных транзисторов.

По заявлениям STMicroelectronics, на начальном этапе чипы PIC100 смогут поддерживать пропускную способность до 200 Гбит/с на линию. Это даёт возможность формировать соединения, обеспечивающие скорость передачи данных до 800 Гбит/с и 1,6 Тбит/с. Более того, STMicroelectronics работает над решениями с пропускной способностью до 400 Гбит/с на линию, что в конечном итоге, как ожидается, позволит создавать оптические интерконнекты со скоростью до 3,2 Тбит/с.

Источник изображения: STMicroelectronics

Одной из проблем на пути практического применения подобных изделий являет рост выделяемого тепла, что может приводить к снижению производительности или увеличению частоты сбоев оборудования. Для минимизации таких негативных эффектов специалисты STMicroelectronics разработали специальные волноводы и оптоволоконные адаптеры. Производить чипы PIC100 планируется на предприятии STMicroelectronics в Кроле (Crolles) во Франции. Выпуск будет организован к концу текущего года.

Испанский стартап iPronics, специализирующийся на разработке оптических коммуникационных решений для дата-центров, сообщил о проведении раунда финансирования Series A, в ходе которого на дальнейшее развитие привлечено €20 млн.

Компания iPronics была основана в 2019 году в качестве ответвления от Политехнического университета Валенсии (UPV). Компания разрабатывает платформу Optical Networking Engine (ONE), призванную устранить ограничения в плане передачи данных, с которыми сталкиваются традиционные платформы для ИИ ЦОД.

Источник изображений: iPronics

iPronics заявляет, что технология ONE обеспечивает оптически коммутируемую архитектуру, которая позволяет адаптировать топологию «на лету». Платформа, по утверждениям стартапа, предлагает в 1000 раз более высокую скорость реконфигурации по сравнению с другими подходами. Кроме того, снижается стоимость инфраструктуры в расчёте на порт и достигается более высокая надёжность благодаря использованию твердотельных чипов.

Раунд финансирования Series A возглавила инвестиционная фирма Triatomic Capital при участии Fine Structure Ventures, Bosch Ventures, Amadeus Capital Partners и Criteria Venture Tech. Полученные средства будут направлены на дальнейшую разработку продуктов и ускорение их вывода на коммерческий рынок с целью создания инфраструктуры ИИ следующего поколения.

Нужно отметить, что разработки в области оптических коммуникаций для дата-центров, ориентированных на ресурсоёмкие задачи ИИ, ведут и другие компании. В их число входят Celestial AI, занимающаяся созданием технологий оптического интерконнекта, а также разработчики кремниевой фотоники DustPhotonics и Oriole Networks. Оптическую систему коммутации на базе MEMS в своих ИИ-кластерах уже несколько лет использует Google, а Rockport и вовсе предлагает пассивные оптические коммутаторы.

Компания Ayar Labs, занимающаяся разработкой интерконнекта на базе кремниевой фотоники, объявила о проведении раунда финансирования Series D, в ходе которого привлечено $155 млн. При этом рыночная стоимость стартапа, по оценкам, достигла $1 млрд.

По заявлениям Ayar Labs, компания создала первое в отрасли решение для оптического ввода-вывода в виде изделия в едином корпусе, которое готово к коммерческому использованию. Продукт оптимизирован для объединения чипов для обучения ИИ-моделей и инференса. Технология Ayar Labs предполагает обмен данными между чипами посредством света, а не электрических импульсов. Решение, как утверждается, позволяет максимизировать вычислительную эффективность и производительность инфраструктуры ИИ при одновременном снижении затрат и энергопотребления.

Источник изображения: Ayar Labs

В мае 2023 года Ayar Labs сообщила о привлечении $25 млн инвестиций по расширенной программе Series C1. Тогда финансовую поддержку оказали Capital TEN, VentureTech Alliance, Boardman Bay Capital Management, IAG Capital Partners, NVIDIA и Tyche Partners. В число инвесторов также входят Applied Ventures, GlobalFoundries, Hewlett Packard Pathfinder, Intel Capital и Lockheed Martin Ventures.

Новый инвестиционный раунд Series D возглавили Advent Global Opportunities и Light Street Capital. Средства также предоставили AMD Ventures, Intel Capital и NVIDIA. Другими стратегическими инвесторами, участвующими в раунде, стали 3M Ventures и Autopilot. Таким образом, в общей сложности Ayar Labs на сегодняшний день привлекла $370 млн. Ожидается, что полученные средства помогут стартапу в дальнейшем развитии и масштабировании своей технологии оптического интерконнекта. Кроме того, компания планирует расширение штата.

Maxwell Labs анонсировала программу раннего доступа к первому в мире решению для твердотельного фотонного охлаждения оборудования в дата-центрах. Система под названием MXL-Gen1 призвана удовлетворить растущие потребности в ресурсоёмких нагрузках, связанных с ИИ и HPC.

Технология фотонного охлаждения Maxwell Labs преобразует тепло, генерируемое серверными компонентами, в свет. Ожидается, что данное решение произведёт революцию в сфере охлаждения ЦОД на фоне повышения мощности чипов и увеличения плотности размещения оборудования в стойках.

В детали относительно архитектуры MXL-Gen1 компания не вдаётся. Отмечается, что в системе применяются лазеры, тогда как побочным продуктом работы изделия является свет, который можно использовать для генерации электричества с целью возвращения в дата-центр. У системы отсутствуют подвижные части, а для работы не требуются жидкости. Это повышает надёжность, исключает риск утечек, снижает затраты на техническое обслуживание и упрощает эксплуатацию в целом.

Источник изображения: Maxwell Labs

Подчёркивается, что MXL-Gen1 легко интегрируется в существующую инфраструктуру дата-центров. При этом обеспечивается масштабируемость в соответствии с будущими требованиями к характеристикам микросхем и энергопотреблению без необходимости внесения значительных изменений в конструкцию. Технология подходит для отвода тепла от CPU и GPU.

Утверждается, что по сравнению с существующими решениями MXL-Gen1 обеспечивает трёхкратный рост производительности и десятикратное повышение плотности вычислений. Пилотная фаза предварительного лицензирования стартует в декабре 2024 года.