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作者?| 方文三
隨著人工智能模型的復(fù)雜度和規(guī)模的不斷增長(zhǎng)，傳統(tǒng)的互連技術(shù)面臨數(shù)據(jù)傳輸瓶頸的問題，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)正積極尋求更為高效的解決方案以應(yīng)對(duì)人工智能工作負(fù)載的挑戰(zhàn)。
光I/O技術(shù)逐漸成為不可或缺的方案
高性能計(jì)算引擎面臨帶寬和信號(hào)傳輸問題，若要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速輸入輸出，確保引擎中成千上萬的核心持續(xù)高效運(yùn)作，就必須盡可能緊密地布置銅線連接。
無論是堆疊內(nèi)存的插入器走線，還是連接計(jì)算引擎以實(shí)現(xiàn)并行操作的SerDes電線，都需如此。
然而，電線長(zhǎng)度過長(zhǎng)成為了一個(gè)難題。每當(dāng)帶寬需求翻倍時(shí)，由于信號(hào)失真，電線長(zhǎng)度必須減半，這是物理和材料科學(xué)的限制。
鑒于傳統(tǒng)銅線互連在數(shù)據(jù)傳輸速度和能效方面的局限性，特別是在應(yīng)對(duì)日益增長(zhǎng)的人工智能計(jì)算需求和大型封裝復(fù)雜性時(shí)，光I/O技術(shù)正逐漸成為不可或缺的解決方案。
光I/O技術(shù)的廣泛部署預(yù)期將徹底改變超大規(guī)模計(jì)算、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的設(shè)計(jì)理念，進(jìn)而形成全新的產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。
相比之下，光I/O技術(shù)憑借其更高的數(shù)據(jù)傳輸密度和更低的能耗，為超大規(guī)模人工智能模型的訓(xùn)練與推理提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。
對(duì)于AI基礎(chǔ)設(shè)施而言，光I/O技術(shù)無疑是推動(dòng)變革的關(guān)鍵力量，它顯著提高了計(jì)算系統(tǒng)的能效比；
并為生成式AI和深度學(xué)習(xí)模型的廣泛應(yīng)用提供了強(qiáng)大的動(dòng)力，使其能夠更高效地處理大量數(shù)據(jù)和復(fù)雜任務(wù)。
在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域，光學(xué)技術(shù)連接服務(wù)器與存儲(chǔ)單元，突破了傳統(tǒng)PCB和銅線的性能限制，構(gòu)建了更為強(qiáng)大的分布式計(jì)算架構(gòu)，極大地提升了數(shù)據(jù)傳輸和處理的效率。
芯片巨頭追逐光互連，投資Ayar Labs
Ayar Labs今日正式宣布，已成功完成由Advent Global Opportunities和Light Street Capital領(lǐng)投的1.55億美元融資。
此舉旨在借助其光學(xué)輸入/輸出（I/O）技術(shù)，解決人工智能數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠款i問題。
此次融資使得Ayar Labs的累計(jì)融資額達(dá)到3.7億美元，并將公司估值提升至逾10億美元。
對(duì)整個(gè)產(chǎn)業(yè)而言，此次融資傳遞了一個(gè)明確的信號(hào)：傳統(tǒng)的互連技術(shù)正在經(jīng)歷顛覆性的變革，而光學(xué)互連技術(shù)是滿足未來計(jì)算需求的終極解決方案。
該公司透露，本輪融資的投資者陣容中包括了當(dāng)前芯片行業(yè)的三大領(lǐng)軍企業(yè)AMD、英特爾和英偉達(dá)，以及其他新戰(zhàn)略和金融投資者，例如3M Ventures和Autopilot。
AMD、英特爾和英偉達(dá)的共同投資凸顯了芯片行業(yè)巨頭對(duì)硅光子技術(shù)的迫切需求。
這不僅是為了提升芯片的性能，更是為了在未來的AI生態(tài)系統(tǒng)中鞏固其競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
Ayar Labs致力于打破傳統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸模式的光技術(shù)參與者。
該公司的目標(biāo)是將光通信直接集成到封裝中，以擺脫IO密度限制、數(shù)據(jù)速率擴(kuò)展和電子封裝間互連的功率效率低下問題。
該企業(yè)通過其創(chuàng)新的TeraPHY?光學(xué)I/O芯片與Supernova?多波長(zhǎng)光源技術(shù)的融合，實(shí)現(xiàn)了以光信號(hào)替代傳統(tǒng)銅線傳輸數(shù)據(jù)，從而顯著提升了片外互連的速度與帶寬，并有效減少了功耗與延遲。
這一技術(shù)突破為解決數(shù)據(jù)中心、人工智能訓(xùn)練集群等復(fù)雜計(jì)算環(huán)境中的數(shù)據(jù)傳輸瓶頸問題提供了新的解決途徑，尤其在生成式人工智能和高性能計(jì)算（HPC）應(yīng)用領(lǐng)域展現(xiàn)了巨大的潛力。
對(duì)于投資者而言，支持Ayar Labs不僅意味著投資于新一代技術(shù)，更是在數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施升級(jí)的浪潮中占據(jù)先機(jī)。
Ayar Labs的聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官M(fèi)ark Wade透露，所獲資金將為公司在2026年至2028年間的量產(chǎn)高峰提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，并預(yù)計(jì)至2028年及以后，年出貨量將突破1億臺(tái)。
技術(shù)之所以獨(dú)特在于其整體封裝設(shè)計(jì)
Ayar Labs，成立于2015年，總部設(shè)于美國(guó)加利福尼亞州圣何塞，致力于開發(fā)下一代人工智能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的核心技術(shù)。
該公司專注于利用光互連技術(shù)提升數(shù)據(jù)中心的通信速率，從而解決數(shù)據(jù)傳輸過程中的瓶頸問題。
Ayar Labs的技術(shù)專注于應(yīng)對(duì)人工智能基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域所面臨的硬件升級(jí)難題。
隨著人工智能數(shù)據(jù)中心的迅猛發(fā)展，硬件的更新?lián)Q代速度已無法與軟件及人工智能模型的快速進(jìn)步相匹配。
為此，Ayar Labs提出了一項(xiàng)創(chuàng)新性解決方案：利用光通信技術(shù)，大幅提高服務(wù)器間的通信速率，從而加快人工智能系統(tǒng)的整體運(yùn)行效率。
Ayar Labs的團(tuán)隊(duì)匯聚了來自美光、IBM、英特爾、Penguin Computing、麻省理工學(xué)院、加州大學(xué)伯克利分校和斯坦福大學(xué)等機(jī)構(gòu)的眾多技術(shù)領(lǐng)域精英。
Ayar Labs所采取的技術(shù)路徑和發(fā)展策略為硅光子技術(shù)的發(fā)展提供了寶貴的參考。
Ayar Labs公司成功地將這一技術(shù)應(yīng)用于芯片封裝之中。
該公司推出了業(yè)界首款針對(duì)大規(guī)模人工智能工作負(fù)載優(yōu)化的封裝內(nèi)光學(xué)輸入輸出解決方案。
相較于傳統(tǒng)采用可插拔光學(xué)器件與電氣SerDes的互連方式，Ayar Labs的創(chuàng)新方案能夠?qū)崿F(xiàn)高達(dá)5至10倍的帶寬提升、4至8倍的能效優(yōu)化，并將延遲降低至原來的十分之一。
該方案融合了兩項(xiàng)行業(yè)領(lǐng)先技術(shù)——TeraPHY光學(xué)輸入輸出Chiplet和SuperNova多波長(zhǎng)光源。
Ayar Labs的產(chǎn)品可細(xì)分為兩個(gè)核心組件：TeraPHY，即光信號(hào)互聯(lián)芯片，主要負(fù)責(zé)光電信號(hào)的處理，實(shí)現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換與收發(fā)功能；
以及SuperNova，即獨(dú)立激光器，其作用是精確發(fā)射多種波長(zhǎng)的光子。
在實(shí)際應(yīng)用中，SuperNova與TeraPHY需協(xié)同工作以發(fā)揮其最佳性能。
為達(dá)成既定目標(biāo)，Ayar Labs正積極推進(jìn)其技術(shù)的商業(yè)化進(jìn)程。
盡管直至數(shù)月前，公司僅向特定客戶交付約1.5萬臺(tái)產(chǎn)品，但已擬定宏偉的量產(chǎn)計(jì)劃。
采納光互連技術(shù)以提升通信速度成為趨勢(shì)
高盛近期發(fā)布的一份研究報(bào)告預(yù)測(cè)，在未來十年內(nèi)，人工智能基礎(chǔ)設(shè)施的支出有望突破萬億美元大關(guān)。
這一預(yù)測(cè)突顯了迫切需求，即尋求解決傳統(tǒng)銅互連和可插拔光學(xué)器件所造成的瓶頸問題。
目前，大多數(shù)數(shù)據(jù)中心的運(yùn)作依然依賴于傳統(tǒng)的電氣互連技術(shù)，其中銅線作為數(shù)據(jù)中心短距離信息傳輸?shù)闹髁鬟x擇。
在持續(xù)的數(shù)據(jù)傳輸過程中，AI服務(wù)器系統(tǒng)會(huì)消耗大量電力，而打破現(xiàn)有AI基礎(chǔ)設(shè)施瓶頸的有效策略之一，便是采納光互連技術(shù)以提升通信速度。
隨著AI模型復(fù)雜性的提升，采用傳統(tǒng)互連技術(shù)會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)效率下降。
光通信技術(shù)先前主要應(yīng)用于數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域，尤其在電信網(wǎng)絡(luò)的長(zhǎng)距離通信中占據(jù)重要地位。
巨頭通過投資在技術(shù)部署上搶占先機(jī)
另一家光互連領(lǐng)域的獨(dú)角獸企業(yè)Lightmatter在10月份完成了4億美元的D輪融資。
至此，該公司在四輪融資中共計(jì)籌集了8.22億美元，估值飆升至44億美元。
此次D輪融資不僅使總?cè)谫Y額翻倍，更推動(dòng)了其估值的四倍增長(zhǎng)。
就在同一周，總部位于紐約的初創(chuàng)公司Xscape Photonics也憑借其光子學(xué)技術(shù)，在解決人工智能數(shù)據(jù)中心在能源效率、性能和可擴(kuò)展性方面的挑戰(zhàn)上取得進(jìn)展，并成功獲得了4400萬美元的A輪融資。
該輪融資由IAG Capital Partners領(lǐng)投，同時(shí)吸引了思科投資和英偉達(dá)等科技巨頭的參與。
英偉達(dá)、AMD和英特爾等公司的投資行為，或許讓人推測(cè)它們正計(jì)劃在自身的計(jì)算引擎中部署類似TeraPHY光學(xué)傳輸及其SuperNova激光源的技術(shù)。
這種推測(cè)并非無據(jù)，但更重要的是，通過這些投資，這些公司能夠深入了解Ayar Labs等企業(yè)的研發(fā)動(dòng)態(tài)，從而在技術(shù)部署上搶占先機(jī)。
事實(shí)上，早在2022年2月，惠普就已與Ayar Labs達(dá)成戰(zhàn)略投資和合作協(xié)議，計(jì)劃將硅光子技術(shù)融入其[Rosetta]互連系統(tǒng)。
結(jié)尾：
銅線最終將被光纖所取代。鑒于人工智能工作負(fù)載對(duì)帶寬的巨大需求，未來數(shù)年內(nèi)這一趨勢(shì)似乎將不可避免。
綜上所述，Ayar Labs、Lightmatter、Celestial AI和Eliyan等公司在硅光子領(lǐng)域均展現(xiàn)出強(qiáng)勁的發(fā)展?jié)摿?，有望成為?jì)算引擎與互連之間的橋梁。
盡管2025年的新一代計(jì)算引擎可能尚未完全采用硅光子學(xué)技術(shù)，但我們有充分理由相信，至2026年，這一技術(shù)將得到更廣泛的應(yīng)用；
而到了2027年，幾乎可以肯定地說，硅光子學(xué)將成為計(jì)算引擎的重要組成部分。
部分資料參考：芝能智芯：《Ayar Labs完成1.55億美元D輪融資》，半導(dǎo)體行業(yè)觀察：《英偉達(dá)、AMD和Intel罕見聯(lián)手，投資一家光芯片公司》，芯東西：《英偉達(dá)AMD英特爾聯(lián)手，投出一家AI芯片獨(dú)角獸》，問芯：《英偉達(dá)、英特爾和AMD都投了這家[光互連]芯片初創(chuàng)》，維科網(wǎng)傳感器：《英偉達(dá)、英特爾、超威齊出手！這家芯片獨(dú)角獸是何方神圣？》，半導(dǎo)體行業(yè)小報(bào)：《三大芯片巨頭聯(lián)手投資光芯片初創(chuàng)公司》
