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Optical I/O光引擎与计算芯片协同设计

共计 30 章节

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课程导入与协同设计全景

目标=明确光引擎与计算芯片协同设计的… · 技术边界 · 典型应用场景

课程导入协同设计全景

光I/O基础与关键指标

目标=讲解光互连基本原理 · 光引擎组成 · 波长/带宽/能耗/延迟/误码率等核心…

I/O关键指标

计算芯片I/O需求建模

目标=从AI加速器 · CPU · GPU

I/O计算芯片

光引擎器件与封装形态

目标=梳理激光器 · 调制器 · 探测器

光引擎器件封装形态

协同设计空间与权衡方法

目标=建立功耗 · 面积 · 带宽

协同设计空间权衡方法

光引擎与计算芯片接口协议

目标=分析光I/O链路层 · 事务层 · 缓存一致性扩展与计算芯片NoC/内存…

光引擎计算芯片接口协议

共封装光引擎的物理与热协同

目标=围绕2.5D/3D共封装场景 · 讲解光纤耦合 · 电光布局

共封装光引擎的物…热协同

光互连驱动电路与计算芯片SerDes协同

目标=对比光引擎驱动与电SerDes… · 设计调制器驱动 · 跨阻放大

SerDes光互连驱动电路

波长资源分配与计算任务映射

目标=将波分复用通道视为可调度资源 · 结合计算任务通信图进行波长分配 · 路由与仲裁

波长资源分配计算任务映射

光I/O内存语义与计算芯片访存协同

目标=研究光互连下的内存语义 · 远程访存 · 近存计算与缓存层次设计

I/O内存语义

光I/O片上网络协同设计

目标=将光互连嵌入计算芯片NoC · 讨论光电混合拓扑 · 路由算法

I/O片上网络协同设计

面向AI训练的光I/O协同案例

目标=以大规模AI训练集群为对象 · 分析All-Reduce · All-to-All等通信模式

面向推理与边缘计算的光I/O协同案例

目标=针对低延迟 · 低功耗推理场景 · 设计光引擎与边缘计算芯片的协同架构

I/O面向推理

光I/O与Chiplet异构集成协同

目标=在Chiplet生态下 · 讨论光互连Die · 计算Die

光引擎控制与计算芯片管理协同

目标=设计光引擎偏置 · 温度 · 波长锁定等控制回路与计算芯片功耗管理

光引擎控制计算芯片管理协同

协同设计中的信号完整性与电源完整性

目标=分析高速光引擎与计算芯片共存时… · 地弹 · 串扰与电磁兼容问题

协同设计信号完整性

光I/O可靠性、容错与计算芯片协同恢复

目标=研究光链路故障模式 · 误码监测 · 冗余保护与计算芯片任务迁移/重试机制…

协同设计仿真与建模方法

目标=介绍光链路行为级模型 · 计算芯片性能模型 · 系统级仿真框架与联合仿真流程

协同设计仿真建模方法

协同设计EDA与设计流程

目标=梳理光引擎PDK · 光电联合仿真 · 布局布线

EDA协同设计

原型验证与测试平台

目标=搭建FPGA/ASIC与光引擎… · 设计误码率 · 眼图

原型验证测试平台

光I/O带宽扩展与计算芯片微架构适配

目标=研究多通道 · 多波长 · 高阶调制带来的带宽提升

I/O带宽扩展

光I/O延迟特性与计算芯片流水线协同

目标=量化光链路固有延迟与计算芯片流… · 同步机制 · 乱序执行的关系

I/O延迟特性

光I/O能耗模型与计算芯片功耗协同

目标=建立光引擎能耗模型 · 结合计算芯片动态电压频率调节 · 任务调度与休眠策略

I/O能耗模型

光I/O与先进封装热管理协同

目标=针对共封装光引擎热敏感特性 · 设计计算芯片与光引擎的热分区 · 微流道冷却

I/O先进封装热管理协…

光I/O在存算一体与近存计算中的协同

目标=探讨光互连如何连接存算单元与计… · 设计数据流 · 计算映射与光链路调度

I/O存算一体

光I/O在晶圆级与板级系统协同

目标=面向晶圆级引擎和板级光背板 · 研究光引擎与计算芯片的宏观布局 · 光纤布线

协同设计中的标准化与互操作性

目标=分析OIF · IEEE · UCIe等标准对光I/O与计算芯片接…

协同设计标准化

协同设计成本模型与量产考量

目标=建立光引擎与计算芯片协同设计的… · 涵盖良率 · 封装

协同设计成本模型量产考量

前沿光I/O技术与计算芯片协同趋势

目标=跟踪硅光集成 · 量子点激光 · 光频梳

课程综合项目

目标=给定计算芯片与光引擎约束 · 完成需求分析 · 架构设计

课程综合项目目标=给定计算芯…