面向多太比特光子中介层互连的多种设计路径分析
新兴技术
2023-06-13 v1 应用物理
光学
摘要
随着摩尔定律逐渐失效，为应对大规模单片系统级芯片（SoCs）制造复杂性与成本的快速上升，工业界已采用分解作为解决方案，即将大型单片 SoC 划分为多个较小芯粒，随后使用硅中介层等先进封装基板将这些芯粒组装为大型系统级封装（SiP）。对于此类基于中介层的 SiP，业界致力于实现中介层上芯粒间多 Tb/s 的通信带宽以及不超过 10ns 的端到端通信延迟。这一推动源自近期一些 SiP 设计工作的自然演进，并由现代数据密集型工作负载不断增长的带宽需求所驱动。为实现该带宽与延迟目标，已有工作聚焦于一种潜在方案，即使用硅光子中介层（SiPhI）将大量芯粒集成并互连为 SiP。尽管早期前景良好，现有片上 SiPhI 互连设计仍须实现飞跃式演进以满足多 Tb/s 带宽目标。然而，实现此种演进的可能设计路径尚未在任何已有工作中被探讨。本文中，我们识别出若干可助力片上 SiPhI 互连演进以实现多 Tb/s 总带宽的设计路径。我们开展了广泛的链路级与系统级分析，孤立地及以不同组合方式探究这些设计路径。从链路级分析中我们观察到，同时增强可用于波分复用的光谱范围与光功率预算的设计路径，可使每条片上 SiPhI 链路的聚合带宽达到高达 4Tb/s。
引用
@article{arxiv.2306.07241,
title = {An Analysis of Various Design Pathways Towards Multi-Terabit Photonic On-Interposer Interconnects},
author = {Venkata Sai Praneeth Karempudi and Janibul Bashir and Ishan G Thakkar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2306.07241},
year = {2023}
}
备注
Under review (ACM JETC)