面向未来 HPC 系统能效可扩展架构的三维电子-光子异构互连平台
系统与控制
2025-10-07 v1 系统与控制
摘要
三维互连已成为解决高性能计算（HPC）中互连带宽缩放问题和存储墙问题（如高带宽存储器（HBM））的方案。然而，基于铜的电互连仍存在根本性限制。高速信号的密集 I/O 会导致端到端链路的信号质量下降，需要额外的电路来减轻信号损伤，从而导致能效低下。我们提出了一种三维芯粒堆叠电子-光子互连（EPIC）平台，该平台通过使用硅通孔将高速数据通信接口移至三维堆叠的光域，同时保留电 TSV 和 2.5D 互连用于供电和短距离低延迟通信，从而提供了一种解决方案。然后，我们将所提出的模型与最先进的三维电互连进行基准比较，证明我们的三维 EPIC 平台在带宽密度上超越了三维电互连，达到 10 TB/s/。我们展示了一条途径，将我们已验证的、面向工业界的设计扩展至实现 100 fJ/bit 的高速通信。
引用
@article{arxiv.2510.03943,
title = {3D Electronic-Photonic Heterogenous Interconnect Platforms Enabling Energy-Efficient Scalable Architectures For Future HPC Systems},
author = {Anirban Samanta and Shun-Hung Lee and Chun-Yi Cheng and Samuel Palermo and S. J. Ben Yoo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.03943},
year = {2025}
}