인텔이 확장 가능한 AI 인프라를 위한 최초의 완전 통합형 광학 입출력(I/O) 칩렛(Chiplet)을 구현하며, 고속 데이터 전송을 위한 통합 포토닉스(integrated photonics) 기술에서 혁신적인 이정표를 달성했다.

인텔 IPS(Integrated Photonics Solutions) 그룹은 미국 샌디에이고에서 개최된 광통신 전시회 ‘OFC 2024(Optical Fiber Communication Conference 2024)’에서 업계 최초로 완전 통합 광학 컴퓨트 인터커넥트(Optical Compute Interconnect, 이하 OCI) 칩렛을 인텔 CPU에 코-패키징(co-packaged)해 실시간 데이터를 실행하는 최첨단 기술을 시연했다고 27일 밝혔다.

인텔의 OCI 칩렛은 데이터 센터 및 고성능 컴퓨팅(HPC) 애플리케이션을 위해 새롭게 등장하는 AI 인프라에서 코-패키징된 광학 I/O을 지원함으로써 고대역폭 인터커넥트의 비약적인 발전을 보여준다.

최초로 선보인 OCI 칩렛은 최대 100m의 광섬유에서 각 방향으로 32Gbps 데이터 전송 64채널을 지원하도록 설계됐으며, 더 높은 대역폭, 더 낮은 전력 소비, 더 긴 도달 거리에 대한 AI 인프라의 수요를 충족시킬 수 있을 것으로 기대된다.

또한 일관된 메모리 확장 및 리소스 분리를 포함한 새로운 컴퓨팅 아키텍처와 CPU/GPU 클러스터 연결의 향후 확장성을 지원한다.

통합된 OCI 칩렛은 현장에서 입증된 인텔의 실리콘 포토닉스 기술을 활용하고 온칩 레이저 및 광 증폭기를 포함하는 실리콘 포토닉스 집적회로(PIC)를 전기 IC와 통합시킨다. OFC에서 구현된 OCI 칩렛은 인텔 CPU와 함께 패키징 되었지만, 차세대 CPU, GPU, IPU 및 기타 SOCs(시스템온칩)와 통합할 수도 있다.

이번 최초 통합 OCI 칩렛은 최대 4Tbps 양방향 데이터 전송을 지원하며 PCIe(peripheral component interconnect express) 5세대와 호환된다.

시연에서 실시간 광 링크는 단일 모드 광섬유(SMF) 패치 코드를 통해 두 CPU 플랫폼 간의 송신기(Tx) 및 수신기(Rx) 연결을 보여주었다.

CPU는 광학 비트 오류율(Bit Error Rate, BER)을 생성하고 측정했으며, 데모에서는 강력한 신호 품질을 보여주는 32Gbps Tx 아이(eye) 다이어그램과 함께 단일 광섬유에서 200GHz 간격의 8개 파장을 사용하는 Tx 광학 스펙트럼을 시연했다.

현재 칩렛은 각각 8개의 고집적도 파장 분할 다중화(DWDM) 파장을 전달하는 8개의 광섬유 쌍을 활용해 최대 100m(실제 적용은 전파 시간 지연으로 인해 수십 미터로 제한될 수 있음)까지 각 방향으로 32Gbps 데이터의 64개 채널을 지원한다.

또한 코패키징 솔루션은 에너지 효율이 매우 뛰어나며, 플러그형 광 트랜시버 모듈의 약 비트당 15 피코줄(pJ)에 비해 비트당 5 피코줄(pJ)만 소비한다.

이러한 수준의 초고효율은 데이터센터와 고성능 컴퓨팅 환경에 매우 중요하며, AI의 지속 불가능한 전력 요구 사항을 해결하는 데 도움이 될 수 있다.