英伟达、英特尔跟 AMD， 联手投出一家「芯片独角兽」

择要「光 I/O 」正在突起，巨子不想放过。两天前，英伟达开创人黄仁勋在 CES 上宣布了公司一系列 AI 新产物跟处理计划，为人工智能的算力跟利用落地供给更多「弹药」。在放松出产现有架构的 AI 基建硬件时，这家巨子早曾经对准了下一代技巧。未几前，英伟达联手老敌手英特尔，投资了一家始创公司 Ayar Labs。新一轮 1.55 亿美元的融资，也让 Ayar Labs 成为芯片范畴的新一家独角兽公司。这家公司是什么来头？为什么能让芯片三巨子攻破阻碍结合投资？Ayar Labs 主攻光学互连处理计划，其处理计划能以 AI 运作的速率挪动数据，以满意客户对可扩大、经济高效的 AI 基本设备的急切需要。对此，Ayar Labs 结合开创人兼 CEO 马克·韦德表现，「当先的 GPU 供给商 AMD 跟英伟达以及半导体代工场格芯、英特尔代工、台积电，再加上 Advent、Light Street 跟咱们其余投资者的支撑，凸显了咱们的光学 I/O 技巧从新界说 AI 基本设备将来的潜力。」「光学 I/O」是什么货色？Ayar Labs 又能处理疾速开展的 AI 范畴的什么成绩？01精英团队Ayar Labs 在 2015 年景破，总部位于加州圣何塞。后来公司由四位 MIT 先生在 2015 年独特创建，此中 Mark Wade、Chen Sun 跟 Vladimir Stojanovic，事先分辨是 MIT 电子工程专业的博士生跟拜访学者，现在分辨担负公司的 CTO、首席迷信家跟首席架构师。随后，他们约请了事先正在攻读 MIT MBA 的 Alex Wright Gladstein 参加团队，担负 CEO。当初，团队由来自英特尔、IBM、美光、Penguin、麻省理工学院、伯克利跟斯坦福的很多顶尖技巧专家构成。建立以来，Ayar Labs 始终深耕于光学互联处理计划范畴，市场策略重点是处理光电子范畴的大量量、高品质制作成绩。公司建立次年取得了 2 百万美元的种子轮融资，而最新一轮顶级芯片制作商的投资恰是该公司技巧走向成熟的标记。新的资金将用于扩展芯片出产范围，增进天生式 AI、剖析数据核心等的开展。Ayar Labs 的开展过程 | 图片起源：Ayar Labs 官网正如，Ayar Labs 首席履行官兼结合开创人马克·韦德，往年 10 月在采访中表现「客户曾经在试用 Ayar Labs 的芯片，在从前的 18 个月里，出货超越 15,000 台，这为咱们在 2026 年年中至 2028 年年中的两年重点窗口期实现批量出产奠基了基本。」「咱们估计月产量将到达数十万到数百万个，到 2028 年及当前，年产量有可能超越 1 亿个。」现在，Ayar Labs 的芯片由 GlobalFoundries（后来为 AMD 公司的制作部分，厥后成为自力公司）制作，而且曾经与全部一级 CMOS 制作商树立了配合关联，与 GlobalFoundries、Applied Materials、台积电、英特尔跟英伟达等重要厂商树立了策略配合关联，将光 I/O 处理计划整合到其制作产物中。对此，Ayar Labs 曾官方发布，「咱们正在树立一个强盛的生态体系，此中包含主要的策略技巧跟供给链配合搭档。咱们还踊跃参加多个行业跟尺度构造的运动，推进光学 I/O 芯片生态体系的开展。」Ayar Labs 强盛的生态体系 | 图片起源：Ayar Labs 官网02处理 AI 数据瓶颈跟着天生式 AI 模子的庞杂性跟范围指数级增加，对年夜型盘算集群的需要日益增添，这些算力设备平日须要衔接数百乃至数万个 GPU 及其余减速器，以供给 AI 所需的内存跟盘算资本。但是，AI 基本设备的扩大正面对带宽、耽误跟功耗的挑衅，这些挑衅重要是由传统基于铜的互连技巧形成的瓶颈。在衔接超越 1.5 米间隔跟 72 个 GPU 的机架时，传统电互连技巧尤其会碰到机能瓶颈跟限度。数据传输瓶颈限度了 GPU 的效力，招致投资收益递加。详细来说，单个 GPU 的运转效力可达 80%，但扩大至 64 个 GPU 时可能降至 50%，进一步扩大至 256 个 GPU 时可能只有 30%。这不只下降了团体体系效力，并且重大妨碍了数据核心机能的片面晋升，限度了 AI 技巧的提高。依据高盛近来宣布的讲演猜测，将来十年，AI 基本设备付出估计将超越 1 万亿美元。这凸显了抵消除传统互联形成瓶颈的处理计划的急切需要。为了应答这一挑衅，Ayar Labs 推出了业界首个封装内光 I/O 处理计划。Ayar Labs 光 I/O 处理计划的翻新之处在于其团体封装计划。该计划容许光学模块直接与芯片集成，实现节点的年夜范围直连，无效战胜了 I/O 密度、数据速度扩大跟互联功率效力的限度。与传统的可插拔光学器件跟电气 SerDes 互连方法比拟，Ayar Labs 的光 I/O 处理计划可实现 5~10 倍的更高带宽、4~8 倍的能效，并将耽误下降至 1/10，最年夜限制地进步 AI 基本设备的盘算效力跟机能，同时下降本钱、耽误跟功耗，明显晋升 AI 利用的红利指标。对照传统互连，Ayar Labs 的光 I/O 处理计划的上风 | 图片起源：Ayar Labs 官网不只如斯，光 I/O 处理计划遵守 UCIe、CXL、CW-WDM MSA 等开放尺度，并针对 AI 练习跟推理停止了优化，其强盛的生态体系使其可能顺遂地年夜范围集成到 AI 体系中，进而晋升天生式 AI 利用的机能跟效力。Ayar Labs 的光 I/O 处理计划特殊实用于下一代 AI 扩大架构，这种架构须要超高的带宽跟跨数百乃至数万个 GPU 的衔接 | 图片起源：Ayar Labs 官网03「光 I/O」初探Ayar Labs 的光 I/O 处理计划联合了两项行业开创技巧——TeraPHY 光学 I/O Chiplet 跟 SuperNova 多波长光源。TeraPHY 光学 I/O Chiple 是业界首款封装内单片式光学 I/O 芯片。它重要担任光电旌旗灯号之间的转换跟收发，是一种用于替换传统的铜背板跟可插拔光学通讯的小型化、低功耗、高吞吐量的处理计划。它初次将硅光子技巧与尺度的 CMOS 制作工艺联合起来，将光学互联与与电子 GPU 或 CPU 集成在统一封装内，能够无缝集成到客户的体系级封装 (SiP) 架构中，使公用集成电路（ASICs）能逾越从毫米到千米的间隔停止无缝通讯，最年夜限制地增加旌旗灯号丧失跟耽误，这对散布式 AI 体系跟云盘算情况分外有效。这一翻新组件包括了约 7000 万个晶体管跟 10,000 多个光学器件，重要包括了以下多少个模块：Grating Coupler Fiber Coupling Array：担任光旌旗灯号的输入输出。Optical Transceiver：重要担任停止光电旌旗灯号的调制转换，重要由微环调制器（Micro-ring Modulators）跟微环滤波器（Micro-ring Filter）构成，前者担任调制出所需的光旌旗灯号，后者担任处置接收的光旌旗灯号。值得一提的是，微环调制器恰是 TeraPHY 的中心上风，鉴于它胜利处理了胜利处理了温度敏理性跟旌旗灯号稳固性成绩，实现了在 15-100°C 温度范畴内正确输出特定波长的光旌旗灯号；AIB：担任跟芯片之间的电旌旗灯号互联；Glue/Crossbar：是 Optical Transceiver 跟 AIB 之间的衔接桥梁。TeraPHY 光学 I/O Chiplet 凭仗其模块化多端口计划，可能支撑 8 个光通道，同等于一个 x8 PCIe Gen5 链路，满意天生式 AI 模子对年夜范围并行处置的需要。其 4Tbps 的总双向带宽跟每个端口 256Gbps 的高速传输才能，可能敏捷挪动数据，放慢 AI 模子的练习跟推理进程。并且，每隔多少年这一芯片带宽或将翻倍。5ns 的低耽误机能有助于晋升数据处置速率，优化 AI 天生式休会。别的，其低功耗特征（每比特不到 5pJ/b）有助于下降动力耗费，增加 AI 经营本钱，同时加重对情况的影响。TeraPHY 光学 I/O Chiple 的中心特点 | 图片起源：Ayar Labs 官网Ayar Labs 努力于经由过程技巧翻新，辅助客户应答将来的挑衅。举例来说，为了应答挪动收集边沿的疾速转型需要，以及 AI 驱动效劳的指数级增加，Ayar Labs 将 TeraPHY 光学 I/O 芯片跟康宁奇特的内置光衔接的玻璃波导模块联合在一同，开辟了新一代 AI 光学处理计划。爱破信也参加了该配合，以开辟其电信将来无线电。这种全新的集成光学处理计划将为 AI 架构、6G、数据核心跟其余盘算麋集型利用供给高密度、高性价比、低耽误、高能效的衔接。SuperNova 则是近程光源自力的激光器，担任正确地收回多个波长的光子。它能够被视为位于 ASIC 封装外部某处的光电源，在现实安排中，SuperNova 与 TeraPHY 协同任务，独特施展感化。SuperNova 与 TeraPHY 协同任务 | 图片起源：Ayar Labs 官网SuperNova 由 Ayar Labs 跟 MACOM（DFB 的顶尖计划商之一）结合计划，交由 UK 著名激光制作商 Sivers Photonics 制作。它是首款合乎 CW-WDM MSA（粗波分复用多源协定）尺度的多波长、多端口光源，最多支撑将 16 种波长的光传输至 16 根光纤，实现了光 I/O 技巧的又一次严重奔腾。每根光纤最多可传输 16 个波长，因而可驱动 256 个光载波，供给 16 Tbps 的双向带宽，满意 AI 任务负载所需的带宽程度。16 波长 SuperNova 光源封装紧凑，任务温度范畴广，可为 256 个数据通道供给光源，可能处置 AI 利用年夜范围增加所需的更高吞吐量，为将来可能的扩大供给了充分的空间。波长数目是 CWDM4 多波长可插拔光学器件的 64 倍，且多个波长在一个单一的阵列中简化了包装，下降了封装本钱，这对年夜范围安排 AI 体系来说是一个主要的上风。不只如斯，SuperNova 合乎 CW-WDM MSA 标准，满意 GR-468 对光电装备跟可插拔光学的牢靠性请求，可普遍利用于 AI 架构、高速 I/O、光盘算跟高密度协同封装光学器件等范畴。可见，Ayar Labs 的光 I/O 处理计划基于尺度、面向将来、可扩大，旨在优化 AI 机能。跟着 AI 基本设备需要的日益增加，集成光 I/O 已成为晋升效力跟效益的要害。芯片行业的领军企业曾经聚焦于光互连技巧，旨在应用其光学特征来攻破机能瓶颈，加强 AI 基本设备的机能跟盘算效力，同时增加本钱跟能耗。英伟达首席迷信家兼高等研讨副总裁比尔·达利曾坦言，「光衔接对扩大减速盘算集群以满意 AI 跟高机能盘算任务负载疾速增加的需要十分主要。Ayar Labs 领有奇特的光 I/O 技巧，可能满意扩大基于硅光子技巧的下一代人 AI 架构的需要。」现实上，Ayar Labs 在光互连范畴另有不少偕行。往年 10 月，瑞士光互连始创公司 Lightmatter 实现了 4 亿美元的 D 轮融资，由新投资者 T. Rowe Price 领投，公司估值到达 44 亿美元，较之前 12 月 GV 领投的 1.55 亿美元融资后的 12 亿美元估值增加了近四倍。在统一时代，纽约的 Xscape Photonics 也经由过程光子技巧处理了 AI 数据核心在动力、机能跟可扩大性方面的挑衅，并取得了 4400 万美元的 A 轮融资，由 IAG Capital Partners 领投，思科投资公司跟英伟达等也参加了投资。跟着巨子的亲密存眷、大批资金连续流入这一行业，光互连技巧作为代替「线缆」的下一代衔接技巧，成为又一个迎来变更的行业。