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Hot Chips 2023:英特爾推出創新光電子融合試驗性處理器

重點摘要

最近,英特爾在Hot Chips 2023上發表一款極具突破的試驗性處理器。這款8核心處理器採用某種RISC指令集(可能為RISC-V),其最令人矚目的特性是:

  1. 總共整合了528條執行緒,意味著單個核心就可支持多達66條執行緒,這在提升多工處理能力上將是重大飛躍。
  2. 8個處理器核心與4個矽光子元件通過2.5D封裝技術EMIB進行集成。
  3. 每個處理器核心都通過32個光學傳輸接口,與其他核心進行連接。16個這樣的處理器可組成一個OCP抽屜,再堆疊成完整主機。

這款處理器充分展現出英特爾在光電子融合領域的強大實力。事實上,英特爾在矽光子技術的研發與布局已經超過20年。早在2004年,英特爾就發表了基於矽晶圓的光學調變器。在當時,其他矽光學調變器的速率僅為20MHz,但英特爾的產品一舉達到1GHz,代表了巨大的技術突破。

2006年,英特爾宣布研發出集成矽與磷化銦的雷射芯片,比傳統銅線傳輸速度更快,奠定今日矽光子元件的基礎。在此後的十多年時間裡,英特爾持續推動矽光子技術的發展,並在2016年實現了商業化量產。

可以看出,英特爾在矽光子領域的技術積累與投入已日趨成熟。這為英特爾研發出光電融合的創新處理器提供了堅實的技術基礎。

具體而言,這款新處理器將8個核心與矽光子元件通過2.5D封裝技術EMIB集成在一起。每個核心都可通過光學介面與其他核心快速連接,大大提高了核心間和節點間的傳輸速度。

同時,運用光子而非電子進行訊號傳輸,完全避免了電子傳輸中所面臨的訊號衰減、發熱等困難。這為構建更大規模的並行計算系統提供了可能。以往「計算」和「通訊」屬於不同的產業,而光電融合技術有望推動兩者的融合。

事實上,英特爾設計這款處理器就是為了實現更強大的並行化計算能力。它的目標是為DARPA的圖像分析處理器專案HIVE提供支持,達到比現有技術快1000倍的速度。

為此,英特爾採用了超大規模的平行執行緒設計。單個核心就具備66條執行緒,而8核心總計達到528條執行緒。這樣的設計能夠充分發揮出在該類工作負載中,大量平行化處理的優勢。

總之英特爾還在實驗,理論上 HyperX 拓樸網路可延伸超過 10 萬個 OCP 抽屜和 100 萬個處理器,一個 16 處理器的 OCP 抽屜僅 1200W 功耗,是非常驚人的成就,難以想像換成銅線會是怎樣。

可以預見,英特爾這款創新試驗性處理器為半導體技術的未來發展注入了強心針。它不僅展現了英特爾在光電子融合方面的卓越實力,也為高速並行計算定義了新的框架與藍圖。

未來,隨著處理器向更大規模的並行化和更緊密的光電子集成演進,將推動計算系統的效能達到新的高度。這也必將啟發全球半導體企業,在這些前瞻技術領域進行更深入的研發與佈局。期待英特爾能夠持續領先,在產業的進步中發揮引領作用。

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