27 декабря IEEE Spectrum опубликовал сообщение в блоге, в котором сообщалось, что стартапы Point2 и AttoTude разработали решение «активный радиочастотный кабель», использующий технологию радиочастоты (RF)/терагерца (THB). Это решение сочетает в себе низкую стоимость медных кабелей с преимуществом оптоволокна на больших-расстояниях и обеспечивает высоко-производительную расширенную связь для стоечных-систем искусственного интеллекта.
Скорость обучения моделей ИИ зависит от «масштабирования-уменьшения» и «масштабирования-увеличения».
«Масштабирование-аут» объединяет несколько компьютеров через сеть для совместной работы, что обычно требует передачи данных на большие-расстояния и в основном использует оптоволокно. С другой стороны, «масштабирование-вверх» предполагает размещение большего количества графических процессоров в суперкомпьютере, что позволяет им работать совместно, как гигантский мозг, в первую очередь полагаясь на медные кабели для коротких-расстояний и высокой-плотности соединений.
Кабель Point2 состоит из восьми волокон e-Tube, каждое из которых способно передавать более 200 гигабит данных в секунду.
Благодаря плану Nvidia увеличить количество графических процессоров в системе с 72 до 576 к 2027 году, скорость передачи данных взлетает до терабитного уровня. На этом этапе медные кабели сталкиваются с физическим пределом «скин-эффекта».
Скин-эффект относится к явлению, при котором, когда через проводник протекает переменный ток, чем выше частота, тем больше ток имеет тенденцию течь по поверхности (оболочке) проводника, что приводит к потере пространства в середине и увеличению сопротивления.
Столкнувшись с физическими узкими местами медных кабелей и высокой стоимостью оптоволокна, стартапы Point2 Technology и AttoTude выбрали другой подход, используя радиоволновую технологию для передачи данных.
Point2 собирается начать массовое-производство полимерного волноводного кабеля под названием "e-Tube", который включает в себя чип, преобразующий электрические сигналы в сигналы миллиметрового-волнового диапазона. Его версия со скоростью 1,6 Тбит/с содержит восемь тонких ядер, каждый из которых использует для передачи данных частотные диапазоны 90 ГГц и 225 ГГц.
Подключаемые модули на обоих концах кабеля могут напрямую преобразовывать цифровые сигналы в модулированные радиочастотные сигналы миллиметрового-диапазона. Один кабель может обеспечить общую пропускную способность 1,6 Тбит/с и расстояние передачи до 7 метров, что достаточно для расширения, монтируемого в стойку.
Кабель e-Tube, передающий 1,6 терабит в секунду, имеет площадь поперечного сечения-только вдвое меньше, чем у медного кабеля калибра 32-, однако расстояние его передачи в 20 раз больше. (Источник изображения: Point2) Радиочастотные кабели не только решают проблему расстояния, но и обеспечивают прорыв в энергоэффективности и стоимости. Данные Point2 показывают, что энергопотребление и стоимость системы составляют лишь одну-треть от стоимости решений оптической передачи, а задержка составляет всего одну тысячную.
Напротив, хотя такие производители, как Credo, представили активные кабели (AEC) со встроенными-таймерами для продления срока службы медных кабелей, это увеличивает энергопотребление и сложность.
Другая компания, AttoTude, также изучает аналогичные концепции, но ориентирована на более высокий частотный диапазон. Система объединяет цифровой интерфейс, генератор терагерцового сигнала и смеситель, позволяющий кодировать данные на несущие волны в диапазоне от 300 до 3000 ГГц и передавать их через узкий диэлектрический волновод.
Компания успешно продемонстрировала скорость передачи 224 Гбит/с на частоте 970 ГГц с использованием волновода длиной 4-метра-и ожидает, что в будущем возможная дальность передачи составит примерно 20 метров, демонстрируя потенциал этой технологии для приложений на большие расстояния.
Основатель AttoTude Дэйв Уэлч отмечает, что фотонная технология страдает от проблем с надежностью, таких как «колебания связи», и требует чрезвычайно высокой точности производства; в то время как радиочастотная (РЧ) технология, основанная на отработанных процессах электронного производства, обеспечивает более высокую надежность и не требует микрометровой-точности выравнивания оптических волокон.
Хотя радиочастотные кабели изначально будут иметь подключаемый интерфейс, конечной целью обеих компаний является интеграция радиочастотных трансиверов непосредственно в корпус графического процессора. Nvidia и Broadcom в настоящее время пытаются совместно-укомплектовать оптические модули процессорами (CPO), но сталкиваются со значительными проблемами производства и рассеивания тепла.
Радиочастотные (РЧ) решения, благодаря своим более длинным длинам волн, обеспечивают гораздо большую точность выравнивания упаковки, чем оптоволокно, и значительно снижают требования к рассеиванию тепла. Ожидается, что с выходом на рынок таких гигантов разъемов, как Molex и Foxconn, эта технология «радиоволноводов» заменит некоторые медные кабели и оптические волокна в будущих центрах обработки данных искусственного интеллекта, став новой артерией для расширения вычислительной мощности.
