Lightmatter 社は今週、ますます高密度化する AI 導入に伴うチップ間帯域幅の需要増大を満たすように設計されたシリコンフォトニック相互接続のペアを発表しました。
その第一弾はPassage M1000と呼ばれる光インターポーザーで、カリフォルニアに拠点を置く同社は今夏後半に出荷開始を予定しており、XPU（GPUやAIアクセラレーターなど）や、ペタビット/秒単位の超高帯域幅マルチダイスイッチをターゲットとしています。光を使ってチップ間でデータを直接送受信するこの技術は、今週サンフランシスコで開催された光ファイバーカンファレンスでLightmatter社によって紹介されました。
Lightmatterによると、Passage M1000チップのレンダリングは次のようになります。
もしこれらの話に心当たりがあるなら、Lightmatterは電力と帯域幅の制限を克服するためにフォトニクス技術に注目している多くの企業の一つです。先月開催されたNVIDIAのGPUテクノロジーカンファレンス（GTC）で、NVIDIAは大規模AIクラスターの構築に必要なトランシーバーの数を削減するために設計された2つのフォトニックスイッチを発表しました。Intel、Broadcom、Ayar Labsも、様々なCPUやXPUと光I/O機能をパッケージ化したデモを実施しました。
Lightmatter社のPassageインターポーザーをXPU設計に組み込む方法を示した分解図です。Lightmatter社のPassageは中間層、最上層は演算ロジック、下層は基板とソケットです。青いパルスは層間の電気信号を表しています。チップ間の光はインターポーザーからパッケージに出入りします。出典：Lightmatter
Lightmatter社のM1000が他の製品と一線を画すのは、演算ロジックと基板の間に介在するインターポーザーとして機能するように設計されている点です。Passageタイルの上には、複数のASICまたはGPUダイを積層できます。これらの層はすべて電気的に通信し、インターポーザーからは、接続されたチップパッケージ間で交換されるトラフィックが、高密度の導波管ネットワークを介して各パッケージ間で光伝送されます。パッケージから出力されたトラフィックは、パッケージの端に並ぶ256個の光ファイバー接続ポイントのいずれかを介してルーティングされます。
Lightmatter社によると、このアプローチの最大の利点の一つは、チップ間の通信がプロセッサパッケージ内のいわゆる「ビーチヘッド」に限定されないことです。インターポーザー設計により、データはチップの表面積全体を垂直方向に移動できるため、総帯域幅が向上します。
Lightmatter 社は、最初のインターポーザーとして、56 Gb/s NRZ 変調と波長分割多重化の組み合わせを採用し、ファイバーあたり 8 つの波長をサポートすることで、都合よく 56 GB/s の帯域幅を実現します。
Lightmatter 社は、各 M1000 タイルが合計で最大 14.25 TB/秒の総帯域幅をサポートできると主張しています。
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Lightmatter 社は、今年後半の M1000 インターポーザーのデビューに続き、2026 年に 2 つの小型の共パッケージ光学設計を市場に投入する予定です。
Passage L200とL200Xは、従来型の一体型光学チップの役割を果たすように設計されており、それぞれ32Tb/sまたは64Tb/sの双方向帯域幅を約束します。比較のために、昨年取り上げたAyar Labsの次世代フォトニクスチップは、最大8Tb/sを誇ります。
ライトマターの小型L200とL200Xのパッケージ化された光チップレットは、2026年に発売され、32Tb/sと64Tb/sの光I/Oを実現すると約束している。
私たちが収集した情報によると、L200 と L200X の主な違いは、前者は 56 Gb/s NRZ を使用し、後者は 112 Gb/s PAM4 SerDes を使用していることです。
M1000 と同様に、Lightmatter の L200 シリーズは同じ帯域幅を強化する 3D パッケージング アプローチを使用しており、複数のチップレット スタックを使用して 200 Tb/s を超える速度でのオフパッケージ通信をサポートできます。
Lightmatter によれば、これらのチップには、「低電力、低レイテンシの UCIe および光学対応 SerDes」など、Alphawave Semi のさまざまなテクノロジが組み込まれています。
ご存知ない方のために説明すると、UCIe は PCIe や CXL に似た新しい相互接続規格であり、複数のベンダーのチップレットが共通言語を使用して相互に通信できるように設計されているものです。®
ブートノート
フォトニック相互接続といえば、米国防高等研究計画局（DARPA）は火曜日、AIチップの新興企業Cerebras Systemsとカナダの共同パッケージ光学ベンダーRanovusに4,500万ドルの契約を授与した。
契約に基づき、セレブラスはラノバスのCPO技術を自社のウエハスケールのコンピューティングプラットフォームに統合し、「リアルタイムで高忠実度のシミュレーション」と「大規模なAIワークロード」をサポートする予定だと、セレブラスのCEOアンドリュー・フェルドマン氏は声明で述べた。
