为什么选拔光互连, 而不是铜?

本文由半导体产业纵横（ID：ICVIEWS）玄虚

Celestial AI集会首创东谈主谈Marvell收购案。

在东谈主工智能开销已驱动呈现出如同“国度基础设施决策”般范围的一年里，Celestial AI选拔不再看成一家孤独的初创公司络续单打独斗。该公司集会首创东谈主兼首席运营官Preet Virk默示，出售给Marvell的决定并非单纯为了追求范围，而是基于对物理学、效用和时机的考量。

Celestial AI已签署被Marvell收购的最终左券，该交往瞻望将于2026年第一季度完成。在此之前，两家公司在法律上仍保捏孤独。

但是，Virk以为这种联接的逻辑已然显着。他指出，AI的老本开销正接近好意思国GDP的3%，这一水平仅在历史上的特殊时辰（如铁路蕃昌期或二战时间的工业动员）才出现过。超大范围企业不再只是单纯购买加快器；他们正在建造他所称的“AI工场”——即旨在以工业范围坐褥Token的系统。

闲置算力：70%的繁重

问题在于，这些工场极其低效。率先模子的浮点运算愚弄率仍然低于30%，这意味着大致70%的不菲计较钞票处于闲置情景，它们恭候的不是请示，而是数据。

按照Virk的说法，这恰是Celestial AI的切入点。Marvell还是具备了网罗、安全和数字信号科罚才气。Celestial则提供了缺失的互连门径，将这些元素联接成一个连贯、高愚弄率的系统。他说，这两个居品组合是共生的。

Celestial步调的中枢是其所谓的“光子织物(Photonic Fabric)”，该架构基于Virk形容的天下首款将光学输入和输出(I/O)置于裸片中心而非角落的芯片。

传统贪图将芯片的角落视为I/O的“海滨黄金地段”。通过将光学器件移至中心，Celestial开释了角碎裂间用于DDR、HBM、PCIe和CXL限制器。其清除是一个光学内存建立，大约将高达33TB的内存衔接到一个XPU，且完好的往来蔓延低于200纳秒。

Virk以为这至关迫切，因为生成式AI推理模子对计较和内存的需求是不合称的。客户无为购买超出需求的加快器，只是是为了得回非凡的高带宽内存。光学衔接允许内存孤独扩展，从而普及愚弄率并镌汰举座系统成本。

衔接的四种法度

Celestial将其本事框架永诀为四种不同的衔接“法度”：

1.封装内扩展(Scale-in)：指单个封装内的链路。由于Celestial的调制器不错承受先进封装里面的热量，多达10个裸片不错通过光学方式衔接在一王人。

2.纵向扩展(Scale-up)：涵盖跨多个机架衔接数千个GPU，这是铜缆在超越几米后难以超越的距离。Celestial的光学器件可掩盖约50米。

3.横向扩展(Scale-out)：形容通过以太网交换机结束的Pod到Pod衔接，这是Marvell既有的上风界限。

4.超越扩展(Scale-across)：通过高带宽光导管衔接多个数据中心。

能效看成各异化上风

能效是该公司的中枢各异化上风。Celestial的互连运行能耗约为每比特2.4皮焦耳，而其主要竞争敌手约为6到7皮焦耳。

在大范围系统中，各异更为彰着。使用铜缆和NVLink的纵向扩展(Scale-up)操作每比特可能破钞约53皮焦耳。Celestial宣称能以低于15皮焦耳的能耗结束相通的功能。

Virk指出，数据中心咫尺一半以上的动力预算用于移动数据而非扩张计较。要是能削减这部分红本，解除设施就能坐褥大致两倍的Token。

此外，他还默示，物理学施加了一个硬性放手。铜缆互连最终将停滞不前，可能会在领有144或172个通谈的NVLink世代傍边触顶。要衔接一千个GPU，光学本事不是可选项，而是势必项。

通过贪图结束热踏实性

将光学器件引入先进封装里面的本事膺惩之一是热量。

多千瓦级系统会产灵活态热条目，导致很多光学元件不踏实。Celestial幸免使用对温度波动明锐的微环调制器(micro-ring modulators)，转而使用电给与调制器。

这些调制用具有热踏实性，尺寸与微环特殊，何况不错摈弃在驱动器隔邻。这种近距离摈弃镌汰了电容和功耗，同期允许调制器像ASIC温度变化一样快速响应。

在制造方面，Celestial的电气IC基于台积电的4或5纳米工艺构建。台积电在料定该步调具有果真的独到性后，通过其VentureTech部门投资了该公司。在Marvell的提拔下，Virk瞻望两边的联系将愈加细腻。

他坚捏以为，封装工艺专诚保捏了非奇异性(unexotic)。该公司使用范例的类CoWoS经由，提供其自有的光学芯粒以及用于光纤衔接的详备工艺“配方”。这些已获专利的配方旨在以低成本提供高质料，何况不绑定任何单一的外包拼装和测试(OSAT)供应商。另一项专利涵盖了一种玻璃块透镜插入步调，允许光学组件接收住范例的包覆成型工艺。

同期，带宽是通过贪图而非固定的居品界说来扩展的。Celestial的IP宏单位弥散紧凑，每毫米可提供接近每秒1.5太比特的传输速度。客户不错笔据需要部署自便数目，以达到8、14或16Tbps的总带宽。波分复用本事通过在每根光纤上发送多个波长，进一步减少了光纤数目。

居品路子图

居品路子图反应了相似的模块化理念。用于纵向扩展(Scale-up)系统的共封装光学器件瞻望将在2026年下半年展示清除。

光学多芯片接口旨在使大型多裸片封装在软件看来像是一个单一实体。光子织物网罗接口卡(NIC)将赋予传统做事器原生光学衔接才气。而围绕那33TB数字构建的内存建立，则旨在看成加快器内存的机架级扩展。

当被问及Lightmatter或Ayar Labs等竞争敌手时，Virk先生圮绝进行逐点比拟。相背，他指向了部署情况、客户以及Marvell的选拔。他说，收购方教育了该界限并选拔了Celestial，他将这一决定形容为一张信任票，而不单是是营销辞令。

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