ทุก 2 ปีประมวลผลโต 3 เท่า เอสเค ไฮนิกซ์เปิดโรดแมป CPO สู้กำแพงแบนด์วิดท์ AI

เอสเค ไฮนิกซ์(SK Hynix) ร่วมกับทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยเวอร์จิเนีย(University of Virginia) เปิดเผยแผนที่นำทางเทคโนโลยี CPO(Co-Packaged Optics) รุ่นใหม่ เพื่อลดปัญหาคอขวดด้านการเชื่อมต่อในชิปปัญญาประดิษฐ์ (AI)

สำนักข่าว Kechuang Board Daily ของจีนรายงานเมื่อวันที่ 20 (เวลาท้องถิ่น) ว่าทีมวิจัยได้ตีพิมพ์บทความร่วมในวารสารวิชาการ Nature Electronics เสนอทิศทางการพัฒนาเทคโนโลยี CPO สำหรับงานคอมพิวติ้งประสิทธิภาพสูงและ AI พร้อมระบุว่านี่เป็นครั้งแรกที่เอสเค ไฮนิกซ์เปิดเผยพิมพ์เขียวเทคโนโลยีสถาปัตยกรรมเชื่อมต่อ AI ในวารสารระดับนี้

CPO คือเทคโนโลยีที่วางชิ้นส่วนออปติคัลให้ใกล้กับชิปประมวลผลหรือสวิตช์มากขึ้น เพื่อลดระยะทางที่สัญญาณไฟฟ้าต้องเดินทาง ยิ่งสัญญาณไฟฟ้าเดินทางไกลเท่าไหร่ ก็ยิ่งสูญเสียพลังงานและประสิทธิภาพมากขึ้นเท่านั้น ทำให้ดาต้าเซ็นเตอร์ AI ขนาดใหญ่ต้องการให้ชิปกับอุปกรณ์สื่อสารด้วยแสงอยู่ใกล้กันมากที่สุด

ในเซิร์ฟเวอร์และดาต้าเซ็นเตอร์ AI ยิ่งประสิทธิภาพการประมวลผลสูงขึ้นเท่าไหร่ ปริมาณข้อมูลที่ต้องส่งผ่านระหว่างชิป ระหว่างเซิร์ฟเวอร์ และระหว่างหน่วยความจำก็ยิ่งเพิ่มขึ้นตามไปด้วย หากแบนด์วิดท์การเชื่อมต่อและประสิทธิภาพการใช้พลังงานตามไม่ทัน อัตราการใช้งานอุปกรณ์ประมวลผลจริงก็อาจลดลง

งานวิจัยชี้ว่าคอขวดสำคัญของการขยายตัว AI คือ 'กำแพงแบนด์วิดท์' โดยระบุว่าความสามารถในการประมวลผลเพิ่มขึ้น 3 เท่าทุก 2 ปี ขณะที่แบนด์วิดท์การเชื่อมต่อระหว่างกันเพิ่มขึ้นเพียง 1.4 เท่าในช่วงเวลาเดียวกัน

ทีมวิจัยเสนอ CPO เป็นเทคโนโลยีตัวเลือกที่จะช่วยลดช่องว่างดังกล่าว ที่ผ่านมา CPO มักถูกพูดถึงในรูปแบบการวางสวิตช์เครือข่ายให้ใกล้กับชิ้นส่วนออปติคัลเป็นหลัก

จุดสำคัญของแผนที่นำทางฉบับนี้คือการไม่จำกัดขอบเขตการใช้งาน CPO ไว้เพียงการเชื่อมต่อเครือข่าย ทีมวิจัยเสนอแนวคิดที่ไกลกว่านั้น คือการขยาย CPO ไปถึงระดับอินเทอร์เฟซหน่วยความจำ (memory interface)

หากขยายการเชื่อมต่อด้วยแสงไปถึงอินเทอร์เฟซหน่วยความจำได้ จะสามารถสร้างโครงสร้างที่ตัวเร่งความเร็ว AI หลายตัวใช้พูลหน่วยความจำร่วมกัน ทีมวิจัยมองว่าวิธีนี้จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้งานหน่วยความจำ

แนวทางนี้สอดคล้องกับกระแสที่มองว่าคอขวดของโครงสร้างพื้นฐาน AI ไม่ได้อยู่ที่ประสิทธิภาพชิปประมวลผลเพียงอย่างเดียว ก่อนหน้านี้ทางกองบรรณาธิการเคยรายงานว่า กลยุทธ์แก้ปัญหาคอขวดด้านหน่วยความจำและสตอเรจของโครงสร้างพื้นฐาน AI กำลังขยายไปสู่โครงสร้าง CXL และหน่วยความจำแบบขยายได้

ความสนใจต่อ CPO ยังลามไปถึงกลุ่มชิ้นส่วนเชื่อมต่อด้วยแสงด้วย ก่อนหน้านี้ทางกองบรรณาธิการรายงานว่า CPO ถูกพูดถึงในฐานะเทคโนโลยีที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการส่งข้อมูลและประสิทธิภาพการใช้พลังงาน และกำลังกลายเป็นหัวข้อที่ซัพพลายเชนดาต้าเซ็นเตอร์ AI ให้ความสนใจ

เอสเค ไฮนิกซ์ยังเคยอธิบายผ่านนิวส์รูมของบริษัทว่า การเชื่อมต่อด้วยไฟฟ้าแบบเดิมในเครือข่ายคอมพิวติ้ง AI ขนาดใหญ่กำลังเผชิญข้อจำกัดเชิงโครงสร้างทั้งด้านแบนด์วิดท์และประสิทธิภาพพลังงาน งานวิจัยฉบับนี้จึงมีลักษณะเป็นแผนที่นำทางเทคโนโลยีที่เชื่อมโยงปัญหาดังกล่าวเข้ากับสถาปัตยกรรมที่เน้นหน่วยความจำเป็นศูนย์กลาง

อย่างไรก็ตาม การเปิดเผยครั้งนี้ไม่ใช่การประกาศเปิดตัวผลิตภัณฑ์หรือกำหนดการผลิตจริง แต่เป็นการนำเสนอทิศทางการขยายตัวของ CPO ผ่านบทความวิชาการและแผนที่นำทางเทคโนโลยีเท่านั้น

ยังไม่มีการเปิดเผยว่า CPO จะขยายไปถึงระดับอินเทอร์เฟซหน่วยความจำจริงเมื่อใด และจะถูกนำไปใช้ในผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์มากน้อยแค่ไหน สิ่งที่ยืนยันได้จากการเปิดเผยครั้งนี้คือ เอสเค ไฮนิกซ์และทีมวิจัยร่วมได้เสนอทิศทางเทคโนโลยีเพื่อลดคอขวดการเชื่อมต่อ AI ผ่านบทความวิชาการฉบับนี้

แหล่งที่มา: PANews, SK hynix Newsroom