Intel展示CPU结合光学I/O小晶片封装的光传输技术，实现高效率与节能的异构运算、达双向4Tbps传输性能

随着异构运算兴起与大量节点偕同运算需求，现在资料中心、HPC与AI超级电脑不约而同发展高速互联技术，光通讯技术也被视为在基於电讯号的传输技术将遭遇性能、能耗等技术墙之后的下一代传输媒介；Intel在2024年光通讯大会展示前瞻的光通讯技术，以称为整合式光子学解决方案(IPS)打造首款完全整合的光学计算连接(OCI)小晶片，Intel也展示将OCI与处理器封装后进行即时数据运算，实现基於光学的双向传输。目前OCI技术仍处原型阶段，但强調已与客户合作，将OCI与客户的SoC进行共同封装作为高速I/O解决方案。

Intel所展示的首款OCI晶片旨在为长达100公尺的光纤进行每向64通道的32Gb/s，做为满足AI基础设施对高频宽、低功耗与长距离传输需求，并支援未来CPU、GPU加速器等运算丛集连接的可扩充性与新一代运算架构，包括统一记忆体扩展与分散式资源。

▲Intel的OCI小晶片实证是与CPU封装，不过OCI小晶片亦可与各种处理器、SoC共同封装

根据Intel的说法，现行基於电技术的铜缆传输虽然也具备高频宽密度与低功耗，但理想值仅限於1公尺与更短的距离，而现在用於资料中心与AI丛集导入的可插拔式光收发器模组虽然可扩展覆盖范围，不过成本与功耗则无法满足AI工作负载的扩充需求；Intel透过共同封装xPU与光学I/O解决方案能够实现更高频宽、更低延迟、更优异的能源效率与更长的覆盖范围。Intel强調透过OCI等光学I/O解决方案，能够为异构处理器之間带来更高的数据承载、更快的传输速度与更长的传输距离，但同时也保有出色的能耗效能比。

▲透过整合光通讯小晶片，比现行插拔光学更为节能

Intel的OCI小晶片透过经验证的硅光子技术，结合整合晶片雷射与光学放大器的硅光子积体电路(PIC)与电气IC，虽然此次的展示是将OCI小晶片与CPU进行共同封装，不过也能适用於结合CPU、GPU、IPU与其它SoC进行封装。

Intel在第一次的OCI实作实现达4Tbps的双向资料传输，并可相容PCIe Gen 5技术；展示的光纤链路以两个CPU平台透过单模光纤(SMF)跳线实现发射器与接收器的连接，量测出的光学误码率(BER)显示在单光纤以8个波长、間隔200GHz的发射器光谱，与展示高品质的32Gbps发射器眼图。

▲Intel计画在2035年前实现128Gbps的OCI传输性能

当前OCI小晶片可实现每方向64通道32Gbps数据与100公尺传输，不过Intel表示最终可能由於飞行时間延迟会限制在10公尺内；此外也展示出色的能耗效率，每位元传输仅消耗5pJ能量，远优於当前可插拔光收发模组的每位元15pJ。Intel计画持续提升OCI的频宽，希冀在2030年前可达64Gbps、2035年前实现128Gbps的频宽。