Ayar Labs 攜創意打造光學 XPU，挑戰銅互連極限、瞄準超大規模業者

輝達（NVIDIA）支持的光子新創公司 Ayar Labs 週日（16 日）宣布，將與台灣半導體設計服務商創意電子（GUC）合作，把光學 I/O 晶粒整合進創意的 XPU 參考設計中。

相較採距離有限且常需要昂貴定時器（retimer）的銅質互連線路，Ayar 的 TeraPHY 光子晶片可與運算晶片共同封裝，為晶片到晶片之間提供超過 200 Tbps 的總頻寬。

如果 Ayar 與創意達成這項設計，基於該技術的 XPU 速度將超越現今最快 14.4 Tbps 互連的 10 倍以上。外媒 The Register 指出，這類光學 I/O 未來可讓運算域從一個機架擴展到多個機架，甚至跨整排或整個資料大廳，而不用犧牲功耗。

Ayar 技術長 Vladimir Stojanovic 接受 El Reg 訪問時表示，希望能在規模擴充的運算域中，連接多達 1 萬顆 GPU 晶片，同時把機架功率與功率密度維持在大約 100kW。

透過將光學直接整合進 GPU 與其他 ASIC，晶片設計者可突破銅線限制，打造更大運算區域，在不犧牲效能的情況下將晶片分散在更大空間。

目前 Ayar 已將其光學 I/O 整合進多款原型中，包括一款與英特爾及美國國防高等研究計畫署（DARPA）合作打造的原型。Stojanovic 指出，目前已證明技術可行，外形尺寸也可行。它是一個「triplet」，可整合進整個多晶片封裝平台。

但要驗證這項技術能否用於台積電代工的晶粒，並在量產環境中可靠運作，完全是另一回事。如果光學 I/O 晶片失效，可能會讓一顆價值 5 萬美元的加速器變成廢鐵。

目前創意將採用 Ayar 的設計，並針對多種參考架構進行驗證，而超大規模業者（hyperscalers）未來能以這些架構為基礎開發設計。Stojanovic 表示，透過與創意合作，我們正打造一個高產量製造客戶可使用的參考流程。他預期未來兩年內，這些技術將成熟到足以讓光學 I/O 以量產方式整合進加速器。

許多超大規模業者通常會向博通、Marvell 等廠商授權 IP，而不會投入內部資源從頭重新發明輪子。理論上，Ayar 與創意的合作應能為超大規模業者提供一條整合光子技術的捷徑。

創意技術長 Igor Elkanovich 在聲明中表示，全新的聯合設計得以解決 CPO（共同封裝光學）整合的挑戰，包括架構、功耗與訊號完整性、機構與散熱，來確保未來客戶能取得一套穩健、高頻寬且高效能的解決方案。

起初，Ayar 和創意將以採用多晶片封裝的 XPU 設計為目標，分別利用 UCIe-S 與 UCIe-A 晶粒互連標準，進行封裝層級與晶片對晶片層級的光學 I/O 晶片整合。