NVidia utilizzerà interconnessioni ottiche per le sue schede: ecco perché

La tendenza tra i produttori di processori è quella di utilizzare sempre di più i chiplet: essi permettono di realizzare sistemi di elaborazione più piccoli ed economici che hanno il vantaggio di garantire una maggiore efficienza energetica.
I chiplet, racchiusi in un unico pacchetto (package), consentono anche di utilizzare processi costruttivi diversi consentendo di scalare la potenza di elaborazione in modo molto efficace.
Parlando della storia dei processori AMD Ryzen abbiamo visto come l’abbandono del tradizionale approccio monolitico per abbracciare la filosofia MCM (multi-chip module) abbia di fatto decretato il rinnovato successo della società di Sunnyvale.

Nel caso di NVidia in tanti ipotizzavano che l’architettura Hopper avrebbe utilizzato un design basato su chiplet. Così non è stato ed è altamente probabile che anche l’azienda di Jen Hsun Huang si metta, essa stessa, sulla scia di AMD.

L’utilizzo di interconnessioni performanti tra chiplet è e resterà una sfida cruciale per il futuro. Con un annuncio al Computex 2022 di Taipei, NVidia ha rivelato di aver avviato un’importante collaborazione con AyarLabs, realtà che si occupa di connessioni ottiche tra chip.
La partnership ha come fine quello di realizzare interconnessioni ottiche ad alta larghezza di banda, bassa latenza e bassissima potenza da usare nei futuri prodotti a marchio NVidia.
NVidia adotterà quindi interfacce ottiche nelle sue schede al posto delle classiche interconnessioni in rame: i dati verranno trasferiti usando impulsi luminosi quindi saranno adottati appositi trasmettitori e ricevitori per effettuare la conversione da e verso segnali elettrici.

I chip AI di NVidia sono i prodotti che l’azienda ottimizza per il calcolo ad alte prestazioni e che quindi sono utilizzati per le applicazioni che coinvolgono l’uso dell’intelligenza artificiale. Le interconnessioni ottiche dovrebbero debuttare con il design Blackwell che sostituirà H100 (presentato insieme con l’architettura Hopper).
Charles Wuischpard, CEO di Ayar Labs, spiega: “il nostro lavoro con NVidia per sviluppare soluzioni di nuova generazione basate sull’I/O ottico fornisce le basi per il prossimo balzo in avanti nelle capacità di intelligenza artificiale per affrontare i problemi più complessi da risolvere“.

Nella sua forma attuale, la tecnologia Tera Phy di AyarLabs utilizza 8 porte ottiche capaci di trasferire 2 TB/s con un consumo di energia per bit trasmesso di 5 pJ. Si tratta di un valore molto più alto rispetto alle attuali interconnessioni adottate a livello di processore ma questo adesso non è importante. Ciò che è interessante è capire a cosa sta guardando NVidia.

Usare trasmettitore e ricevitore su un’interconnessione ottica ha il vantaggio che la resistenza del mezzo scompare completamente. Oltre ad altri vantaggi, come il fatto che il numero di interconnessioni per unità di area aumenta fino a 1000 volte, l’interconnessione otica consente di trasferire dati usando velocità di clock molto basse così da ridurre fino al 10% il costo energetico.

Le interfacce ottiche risulteranno fondamentali anche per lo sviluppo di future memorie video: un tipo di VRAM in cui i chip utilizzano porte ottiche per comunicare significherebbe un enorme passo avanti nel ridurre uno dei più grandi colli di bottiglia di oggi.