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AI加速器Optical I/O系统架构与工程实现

共计 30 章节
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01
课程导入与AI加速器I/O瓶颈
目标=AI加速器算力增长与互连带宽缺… · Optical I/O的定位 · 课程知识地图与工程目标
AII/O
02
Optical I/O系统总体架构
目标=光互连在AI加速器中的层级划分 · 光引擎与交换芯片的边界 · 端到端数据通路与关键性能指标
OpticalI/O
03
光模块与光引擎基础
目标=可插拔光模块 · 板载光引擎 · 共封装光学CPO的形态差异
光模块光引擎基础
04
AI加速器侧电接口
目标=SerDes架构 · 并行总线与串行链路 · 电均衡与时钟恢复
AI加速器侧电接口
05
光发射链路工程实现
目标=激光器选型 · 调制器类型 · 驱动电路
光发射链路工程实…目标=激光器选型
06
光接收链路工程实现
目标=光电探测器 · 跨阻放大器TIA · 限幅放大器
光接收链路工程实…目标=光电探测器
07
波分复用与并行光学
目标=CWDM/LWDM/DWDM在… · 波长规划 · 复用器与解复用器集成
波分复用并行光学
08
光交换与光路交换架构
目标=MEMS · 硅光开关 · AWGR等方案
光交换光路交换架构
09
共封装光学CPO架构设计
目标=光引擎与交换/计算ASIC的封… · 热机械应力 · 光纤耦合与可维护性
CPO共封装光学
10
硅光集成工艺与PDK
目标=SOI平台 · 调制器与探测器工艺 · 流片流程
PDK硅光集成工艺
11
光互连链路预算与裕量分析
目标=插入损耗 · 耦合损耗 · 色散
光互连链路预算裕量分析
12
高速光链路信号完整性
目标=电-光-电联合仿真 · S参数与眼图 · 抖动分解
高速光链路信号完…目标=电
13
前向纠错与链路可靠性
目标=RS/Hamming等FEC方… · KP4/OFEC标准 · 误码率平台与纠错开销权衡
前向纠错链路可靠性
14
AI加速器互连协议与光层映射
目标=PCIe/CXL/NVLink… · 事务层到光链路的映射与流控
AI加速器互连协议
15
集合通信与光互连优化
目标=AllReduce/AllGa… · 拓扑感知 · 光组播与在网计算潜力
集合通信光互连优化
16
光互连拓扑与交换网络设计
目标=Fat-Tree · Torus · Dragonfly等拓扑
光互连拓扑交换网络设计
17
光I/O的功耗与热管理
目标=激光器功耗 · 调制器驱动功耗 · CPO散热路径
I/O的功耗
18
光I/O的时钟与同步架构
目标=时钟分发 · CDR · 同步以太网与PTP
I/O的时钟
19
光I/O的测试与测量方法
目标=误码仪 · 采样示波器 · 光频谱仪
I/O的测试
20
光I/O的可靠性与故障管理
目标=激光器寿命 · 链路保护倒换 · 故障检测
I/O的可靠性
21
光I/O的封装与光纤布线工程
目标=光纤阵列耦合 · FAU/MT连接器 · 布线密度
I/O的封装
22
AI训练集群中的光I/O部署案例
目标=GPU/TPU集群光互连方案 · 规模扩展 · 成本与性能实测分析
AII/O
23
AI推理与边缘场景的光I/O
目标=低延迟推理 · 边缘加速器互连 · 功耗受限下的光I/O设计取舍
AII/O
24
光I/O与电互连的协同设计
目标=铜缆与光缆的边界 · 混合互连架构 · 成本模型与演进路线
I/O电互连的协同设计
25
光I/O的标准化与生态
目标=OIF · IEEE 802.3 · COBO
I/O的标准化
26
光I/O系统建模与仿真
目标=链路级仿真 · 系统级性能模型 · AI工作负载下的互连行为建模
I/O系统建模
27
光I/O的良率与可制造性
目标=硅光晶圆良率 · 封装良率 · 测试覆盖率
I/O的良率
28
光I/O的安全与隔离
目标=光链路窃听风险 · 加密与认证 · 多租户隔离
I/O的安全
29
光I/O前沿技术
目标=薄膜铌酸锂 · 量子点激光器 · 光频梳
I/O前沿技术
30
课程综合实战
目标=设计一个面向AI加速器的Opt… · 完成架构选型 · 链路预算
课程综合实战AI