Die Datenübertragung auf optischer Basis wird in den kommenden Jahren immer wichtiger werden. Deshalb entwickelt das PCI-SIG-Team beispielsweise eine neue, auf optischen Signalen basierende Version des PCI-Express-Standards, die wesentlich größere Entfernungen überbrücken kann als kupferbasierte Verbindungen. Intel arbeitet auch an der Infrastruktur für optische Verbindungen und hat vor kurzem eine sehr wichtige Phase in der Entwicklung der Infrastruktur erreicht, die dazu beitragen wird, optische Verbindungen mit hoher Bandbreite und geringem Stromverbrauch zwischen Prozessoren, GPUs und anderen Geräten über große Entfernungen bereitzustellen. Für die Datenzentren der nächsten Generation ist dies von größter Bedeutung.

Die Innovation, die im Wesentlichen ein spezieller Chipsatz ist, wurde auf der Optical Fiber Communication Conference 2024 vorgestellt. Der Chiplet mit der Bezeichnung Optical Compute Interconnect ist Intels erster voll integrierter optischer I/O-Chiplet, der in Prozessoren und Grafikprozessoren zum Einsatz kommen wird. Die derzeitige Entwicklung ist in der Lage, bis zu 64 PCI Express 5.0-Lanes zu verarbeiten, die jeweils 32 GT/s in jeder Richtung erreichen, was einer Datenbandbreite von 4 Tbps entspricht.

Der Chiplet nutzt die DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing)-Technologie für die optische Kommunikation mit einer Verbindungsreichweite von bis zu 100 Metern. Laut Intel hat er den Vorteil, dass er nur 5 Pico-Joule pro Bit verbraucht, was wesentlich energieeffizienter ist als optische Plug-in-Transceiver, die mit 15 Pico-Joule pro Bit dreimal so viel verbrauchen.

Der optische Chiplet wird eine effiziente Verbindung von CPU- und GPU-Clustern in Rechenzentren der nächsten Generation ermöglichen, aber auch eine kohärente Speichererweiterung und die Trennung von Ressourcen. In Bereichen, die eine hohe Datenbandbreite erfordern, wie Supercomputer-Cluster, die mit massiven KI-Modellen und maschinellem Lernen arbeiten, wird sich die Innovation als nützlich erweisen.

Derzeitige Verbindungssysteme verwenden in der Regel Kupferleiterbänder und kupferbasierte Kabel, mit denen eine hohe Datenbandbreite und ein geringer Stromverbrauch erreicht werden können, die aber in der Regel nur kleine Entfernungen überbrücken können, die etwa 1 Meter betragen können. Das hängt natürlich von der Norm ab, die im Hintergrund arbeitet. Im Vergleich dazu bieten optische Verbindungen eine wesentlich größere Reichweite, einen noch geringeren Stromverbrauch und eine höhere Energieeffizienz.

Intels optischer I/O-Chipsatz ist derzeit nur in Form eines Prototyps verfügbar. Das Unternehmen arbeitet mit Partnern zusammen, um die Entwicklung des Chips voranzutreiben und SoC- (System-on-Chip) und SIP-Lösungen (System-in-Package) der nächsten Generation zu ermöglichen.

Der Hersteller hat bereits mehr als 8 Millionen PICs (Photonic Integrated Circuits) ausgeliefert und forscht und entwickelt seit mehr als 25 Jahren auf dem Gebiet der Silizium-Photonik für Anwendungen in Rechenzentren. Diese PICs sind in einer Reihe von steckbaren optischen Transceivermodulen untergebracht, deren Leistung Datenübertragungsbandbreiten von 100 Gbit/s, 200 Gbit/s oder sogar 400 Gbit/s erreichen kann. PIC-Lösungen der nächsten Generation können eine Datenbandbreite von bis zu 200 Gbit/s pro Lane bieten, aber auch 800 Gbit/s und 1,6 Tbit/s sind in der Entwicklung. Diese PIC-Transceiver verfügen über integrierte Laser zur optischen Datenübertragung.