Nowe podejscie ST do technologii SiPho

Nowe technologie, będące odpowiedzią ST na rosnące zapotrzebowanie na obliczenia AI, mają umożliwić tworzenie szybszych i bardziej energooszczędnych rozwiązań. Począwszy od drugiej połowy 2025 roku, technologie obsługujące moduły optyczne 800 Gb/s i 1,6 Tb/s mają stać się ważnym czynnikiem, napędzającym produkcję europejskiego giganta. ST chce zagwarantować stałe dostawy swoich komponentów dla producentów modułów optycznych i hiperskalerów, wykorzystując możliwości produkcji 300 mm w Europie, wzmacniając w ten sposób swoją pozycję w sektorach centrów danych i AI.

Podejście ST koncentruje się na trzech ważnych obszarach: wydajnej architekturze chmury AI, zwiększaniu wydajności obliczeń brzegowych AI i zapewnianiu bezpieczeństwa środowiska cyfrowego. Podczas konferencji prasowej, wprowadzającej nowe układy na rynek, Vincent Fraisse, dyrektor generalny ST ds. podgrupy RF i komunikacji optycznej, podkreślał rolę wydajnych połączeń optycznych w nowoczesnych centrach danych: - Wierzymy w nową erę jeszcze szybszej infrastruktury AI, w której wszystkie elementy serwera są połączone optycznie.

Współczesne centra danych opierają się na czterech filarach: zdolnościach obliczeniowych, zasobach pamięci, zasilaniu i właśnie połączeniach. Wprowadzając rozwój połączeń optycznych w chmurze, hiperskalery optymalizują zużycie energii na jednostkę obliczeniową i przesyłany bit. Trzy komponenty półprzewodnikowe umożliwiają oparcie połączeń na transceiverach elektrooptycznych:

• MCU: kontrola systemu
• Układu IC: sterowanie laserem i wzmacnianie sygnałów
• Fotoniczne układy scalone (PIC): konwersja między sygnałami świetlnymi i elektrycznymi

Podczas gdy technologia SiPho napędza innowacje w zakresie PIC, opracowana przez ST technologia BiCMOS doskonale nadaje się do układów EIC. SiPho służy do projektów transceiverów, umożliwiających centrom danych przejście z poziomu 400/800 Gbps do 3,2 Tbps i więcej. SiPho oferuje większą wydajność, większy zasięg i większą efektywność energetyczną niż lasery konwencjonalne czy lasery z modulacją elektroabsorpcji.

Przełomowa platforma dla AI i przetwarzania w chmurze

STMicroelectronics powrócił na rynek SiPho ze swoją nowo ogłoszoną platformą PIC 100, której celem jest zrewolucjonizowanie połączeń optycznych dla infrastruktury centrów danych nowej generacji. Technologia SiPho firmy ST w połączeniu z technologią BiCMOS tworzy unikalny zestaw, oparty na krzemowych procesach 300-milimetrowych. Obie technologie są w fazie industrializacji i będą produkowane w fabryce ST w Crolles we Francji.

Platforma PIC 100 została zaprojektowana do obsługi do 200 Gbps na pasmo połączeń, w oparciu o modulację PAM-4. Platforma obiecuje wydajność na poziomie CMOS i lepszą wydajność dla modułów optycznych typu pluggable i co-packaged. - PIC 100 zdefiniuje na nowo sposób, w jaki centra danych zarządzają ogromnymi obciążeniami AI, oferując nie tylko większą przepustowość, ale także znaczne oszczędności energii – dodaje Vincent Fraisse podczas niedawnego briefingu.

Efektywność energetyczna spotyka się z wysoką wydajnością

Głównym atutem nowej platformy jest jej niezwykła efektywność energetyczna. Ponieważ centra danych zużywają coraz więcej energii w procesie uczenia i wnioskowania modeli AI, rozwiązanie firmy ST ma na celu zmniejszenie śladu energetycznego bez uszczerbku dla wydajności: - Uważamy, że fotonika krzemowa jest kluczem do osiągnięcia zrównoważonych obliczeń o wysokiej wydajności - mówi Fraisse.

Gotowość rynkowa i masowa produkcja

STMicroelectronics z jednej strony zwiększa produkcję PIC 100, z drugiej aktywnie współpracuje z kluczowymi graczami w dziedzinie AI i chmury, aby zapewnić płynną integrację z istniejącymi architekturami centrów danych. Oczekuje się, że modułowość i interoperacyjność platformy przyspieszą jej adopcję. Przykładowo, ST poinformowało o umowie o współpracy z Amazon Web Services, która brała udział w rozwoju PIC 100 i która planuje wdrożyć tę technologię w swojej infrastrukturze pod koniec tego roku.

Powrót do technologii SiPho wynika z rosnącego zapotrzebowania na większą przepustowość i większą efektywność energetyczną w centrach danych AI. Firma szacuje, że łączny rynek foundry BiCMOS i SiPho osiągnie 2 miliardy dolarów do 2030 roku.

Zastosowanie SiPho nie ogranicza się jedynie do transceiverów, ale rozszerza się również o połączenia chip-to-chip GPU. Ponieważ obciążenia AI stają się coraz większe, zastąpienie miedzianych kabli back-end rack połączeniami optycznymi oferuje znaczące korzyści w zakresie gęstości obliczeń, efektywności energetycznej i fizycznej kompatybilności z pakietami GPU. ST przygotowuje pełen zestawu narzędzi dla optycznych rozwiązań I/O, w tym gęstych modulatorów, niestandardowych EIC i przelotek krzemowych.

Zapraszamy na TEK.day Wrocław, 6 marca 2025. Zapisz się tutaj!