Tekoälylaskennan suurin pullonkaula ei ole enää itse laskenta vaan datan siirto. Nyt CEA-Leti, CEA-List ja Powerchip Semiconductor Manufacturing Corporation hakevat ratkaisua tuomalla optiset yhteydet suoraan sirupakettiin.
Perinteinen kupariin perustuva tiedonsiirto alkaa tulla vastaan, kun AI-mallit kasvavat ja datamäärät räjähtävät. Siirto kuluttaa yhä suuremman osan kokonaisenergiasta, ja samalla kaistanleveys sekä signaalin eheys rajoittavat suorituskykyä. Tämän vuoksi katse kääntyy nyt piifotoniikkaan, jossa dataa siirretään valon avulla.
Ranskalaistutkimuslaitokset CEA-Leti ja CEA-List yhdistävät osaamisensa taiwanilaisen PSMC:n valmistusteknologioihin. Tavoitteena on integroida optiset linkit, RISC-V-pohjainen laskenta ja 3D-pakkaustekniikat samaan kokonaisuuteen. Käytännössä tämä tarkoittaa, että sirujen välinen tiedonsiirto voidaan toteuttaa lyhyillä optisilla yhteyksillä suoraan paketin sisällä.
Optiikkaa ei tuoda vain datakeskusten välisiin kuituyhteyksiin, vaan aivan prosessorin viereen. MicroLED-pohjaiset GaN-valonlähteet toimivat optisten linkkien ajureina, ja niiden avulla voidaan saavuttaa suuri siirtokapasiteetti pienemmällä tehonkulutuksella kuin sähköisillä yhteyksillä.
Samalla RISC-V-arkkitehtuuri tuo mukanaan toisen muutoksen. Avoin ja muokattava prosessorirakenne mahdollistaa AI-laskennan optimoinnin tarkasti käyttötarkoituksen mukaan. Yhdessä optisen tiedonsiirron kanssa tämä avaa tien modulaarisiin chiplet-ratkaisuihin, joissa eri sirut on yhdistetty tiiviiksi kokonaisuudeksi.
PSMC:n 3D stacking- ja interposer-teknologiat ovat keskeisessä roolissa, koska ne mahdollistavat useiden sirujen kokoamisen samaan pakettiin. Kun sähköiset ja optiset yhteydet yhdistetään, syntyy uusi arkkitehtuuri, jossa datan siirto ei enää rajoita laskentaa samalla tavalla kuin nykyisissä ratkaisuissa.
Kyse ei silti ole siitä, että AI-prosessorit muuttuisivat optisiksi. Laskenta tapahtuu jatkossakin perinteisillä transistoripiireillä. Muutos koskee ennen kaikkea sitä, miten data liikkuu sirujen välillä – ja juuri siinä kohtaa kupari alkaa väistyä valon tieltä.
Belgialainen Melexis pyrkii madaltamaan BLDC-moottorien käyttöönoton kynnystä uudella ohjainpiirillään. Yhtiön MLX80339 tuo kolmivaiheisen tuuletinohjauksen massamarkkinaan ilman ohjelmistokehitystä: moottorinohjauslogiikka on valmiiksi integroitu piiriin ja käyttöönotto tehdään konfiguroimalla, ei koodaamalla.
