À medida que a era dos designs multi-chiplet se aproxima, as interconexões entre chiplets tornam-se um campo de batalha importante, já que seu desempenho e consumo de energia podem definir quão competitivo um design específico é. O CEA-Leti, um instituto europeu de pesquisa em tecnologia, recentemente demonstrou uma tecnologia única que pode ter um impacto disruptivo nos próximos anos: interposers ópticos ativos que podem ser usados para conectar chiplets, conforme relatado pelo EE Times Europe.
A tecnologia de interposer óptico do CEA-Leti é chamada Starac, e o instituto de pesquisa a demonstrou em seus Leti Innovation Days 2024, que ocorreram neste verão.
Starac utiliza fotônica de silício em vez de cobre para transferir dados, o que automaticamente melhora o desempenho, além de reduzir a latência e o consumo de energia. Isso também possibilita um roteamento que não pode ser construído usando métodos convencionais. Ao contrário dos interposers passivos tradicionais usados para conectar chiplets, que requerem múltiplas etapas (ou saltos) para que os dados viajem entre chiplets distantes, os interposers ópticos ativos integram circuitos lógicos que permitem comunicação direta.
O demonstrador Starac, introduzido pelo CEA-Leti, exibe essa tecnologia com um design de rede-em-chip (ONoC) composto por quatro chiplets (com 16 núcleos cada), seis drivers eletro-ópticos, TSVs de Ø10 x 100 μm de processo médio, e quatro níveis de roteamento frontal. Sua estrutura de guia de onda em espiral (impossível de construir em um interposer passivo) permite que os chiplets se comuniquem diretamente uns com os outros, eliminando a necessidade de saltos intermediários. Isso elimina atrasos comuns em designs convencionais multi-chiplet, e as latências estão se tornando mais importantes à medida que o número de chiplets continua a crescer.
Reduzir a latência enquanto aumenta a largura de banda e mantém o consumo de energia sob controle é crucial para os sistemas em pacote multi-chiplet atuais e futuros. Interposers ópticos como os do sistema Starac permitem que múltiplos processadores e unidades de memória de alta largura de banda troquem dados rápida e eficientemente, mesmo a longas distâncias dentro de um sistema. O trabalho do CEA-Leti marca um passo significativo em direção ao uso da fotônica para soluções de comunicação mais rápidas e escaláveis para SiPs.
Sendo um instituto de pesquisa, o CEA-Leti não produz nada. O CEA-Leti está ativamente buscando parceiros industriais para desenvolver ainda mais seu demonstrador Starac e, eventualmente, comercializar sua tecnologia de interposer óptico ativo. Construir o Starac foi muito desafiador, pois exigiu que o CEA-Leti desenvolvesse abordagens de fabricação que ainda não existem.
Agora, o instituto pretende colaborar com designers de SiP, que utilizariam a nova tecnologia, e fundições, para preparar a tecnologia para produção em larga escala. Por enquanto, o projeto de pesquisa parece promissor, mas o CEA-Leti e seus potenciais parceiros precisam refinar seu processo de fabricação antes que possa ser colocado em produção em grande volume.
Fonte: EE Times Europe