요즘은 Nvidia, AMD, Intel이 구리 상호 연결을 종식시키기 위해 공장에 투자했다는 이야기가 나오고 있습니다. 사실 Ayarlabs는 오래 전부터 설립되었고 Intel은 오랫동안 투자자 중 하나였습니다. 새로운 것은 NVIDIA의 합류입니다.
아야르랩스
NVIDIA는 두 가지에 대해 우려하고 있습니다. 하나는 저전력 소모로 WDM을 실현할 수 있는 마이크로링 변조기이고, 다른 하나는 다중 파장 광원이 필요한 마이크로링 캐스케이딩을 지원하는 소형화된 변조기입니다. Ayarlabs의 기술은 이 두 가지 요구 사항을 충족합니다. Ayarlabs의 기술에 대해 조금 이야기해 보겠습니다. 하나는 다중 파장 출력을 달성할 수 있는 SuperNova라는 레이저 구성 요소입니다. 다른 구성 요소인 TeraPhy는 Tbps 이상의 광 I/O 팬아웃을 달성할 수 있습니다.
먼저 SuperNova의 레이저에 대해 이야기해 보겠습니다. 올해는 16세대 광원에 들어섰습니다. 16×16 파장 분포를 통해 16개의 다른 파장을 가진 레이저를 사용하여 각각 16개의 파장 출력을 가진 8개의 광섬유를 구현합니다. 8세대는 XNUMX×XNUMX 기술을 더 자주 사용했습니다.
두 가지 관점에서 이 구성 요소를 살펴보겠습니다.
레이저는 Sliver의 CW DFB, AlGaInAs 양자 우물 활성 물질, RWG의 도파관 구조를 사용합니다. 파장 분배기는 Rowland 원형 구조의 별 분포 원리를 채택하여 8×8 또는 16×16 파장 스케줄링을 달성합니다.
TeraPhy 부분은 집적 회로의 "전기적" 입력 및 출력, 즉 I/O를 광 신호로 변환하여 광 I/O를 실현하는 것입니다. 이 집적 회로는 GPU 또는 기타 신호가 될 수 있으며 핵심은 신호 변환입니다.
Ayarlabs는 실리콘 포토닉스 통합 기술을 사용하여 신호 변환을 달성합니다. 인텔이 개발한 EMIB라는 임베디드 상호 연결 프로세스인 3D 패키징 기술은 실리콘 포토닉스 통합 칩과 메인 통합 회로 칩 사이에 사용됩니다. 이 EMIB는 고밀도 핀을 사용하여 통합 회로의 고속 신호와 실리콘 포토닉스 통합 칩의 고속 신호 사이에 "얕은 구멍"과 "짧은 상호 연결"을 만듭니다.
얕은 구멍을 만드는 이유는 실리콘이 반도체이고 실리콘의 관통 구멍에는 고주파 공진을 생성하는 기생 커패시턴스가 있기 때문입니다. 얕은 구멍 기술을 사용하면 주파수를 높이고 고속 설계를 달성할 수 있습니다.
짧은 상호연결을 하는 것은 전기 신호의 손실이 고주파에서 증가하기 때문입니다. 상호연결 거리를 줄이면 손실이 줄어들고 전송 채널의 신호 품질이 향상됩니다. 고주파 신호의 상호 연결 패키징은 매우 비싸지만 전원 공급 및 제어 신호와 같은 일부 저속 신호는 저렴한 일반 공정을 사용하여 처리할 수 있어 비용과 성능 간의 호환성을 달성합니다.
이제 광전 신호를 변환하는 실리콘 광자 칩 내부를 살펴보겠습니다. 마이크로 링 변조기는 전기 신호의 출력을 광 신호로 실현하고 광 신호의 입력과 이를 전기 신호로 변환하여 GPU로 전송하는 데 사용됩니다. SuperNova 다중 파장 광원은 변조기에서 사용하도록 제공됩니다. 변조기는 빛을 방출할 수 없지만 신호의 전기 광학 변환만 완료할 수 있습니다. Ayarlabs의 변조기는 실리콘 광자 재료의 마이크로 링 구조를 사용합니다. 마이크로 링은 파장에 민감하고 다양한 온도에서 실리콘의 파장 드리프트 계수가 크기 때문에 실리콘 마이크로 링 변조기의 파장 드리프트를 방지하기 위해 온도 제어를 위한 히터가 필요합니다.
마이크로링 변조기에는 두 가지 주요 범주가 있습니다. 한 범주는 링의 굴절률 제어를 기반으로 하며, PN 캐리어 고갈 유형 플라즈마 분산 효과를 통해 굴절률 제어를 실현합니다. 다른 하나는 결합 계수를 기반으로 합니다. AyarLabs는 이 두 가지 기술을 연구했습니다. 수신단도 마이크로링 구조이며, 캐스케이드는 파장을 자동으로 식별하고 WDM DeMUX 파장 분리를 실현할 수 있습니다. 마이크로링 기술은 전송과 수신 모두에 사용되므로 Ayarlabs는 신호 도파관과 마이크로링 간의 결합에 대한 많은 연구도 수행했습니다.
도파관과 링 사이의 교차 결합 계수와 통과 결합 계수를 어떻게 분배할지는 변조와 출력 간의 트레이드오프와 관련이 있습니다. 또한, 결합 암의 길이는 작동 대역폭과 관련이 있으며, 이는 또한 고려해야 할 기술적 세부 사항입니다.