ロードマップでわかる！当世プロセッサー事情 第835回

電気⇔光変換の最短ルートが判明、TSMC COUPEで実現する“抵抗ゼロ”の光伝送

すでにPICの設計やCOUPEの3次元実装、検証までのフローを確立
2026年には信号の光化が実現する

　SoIC-XとMicroBumpの比較が下の画像である。配線長が5分の1近くまで減っており、特に通すべき信号の周波数が上がるにつれてMicroBumpとの特性の差が際立っているのがわかる。

S11は入力端子に入力した信号に対する、入力端子で反射される信号の割合。S21は入力端子から出力端子への透過係数であり、S11は低いほど、S21は高いほど(1に近いほど)いい。グラフを見ると周波数が上がるにつれ悪化していくが、それでもSoIC-Xはまだ優れた特性を示すのがわかる

　TSMCによればすでにEDAツールベンダーによるCOUPEの対応も進んでおり、PDKによるPICの設計やCOUPEの3次元実装、検証までのフローが確立しているとの話である。

EDAツールベンダーによるCOUPEの対応。横軸はEDAベンダー、個々の項目は対応するツール名である。ちなみにAnsysはSynopsysに買収されており、その意味ではSynopsysはすべてのソリューションを提供できる(CadenceはまだOptical IOの対応ツールがない)ことになる。そこだけAnsysのZemaxを使えばいいのだが

どういう光学部品を組み合わせ、どういう配置でどういう出力を出し、それはちゃんと通信できるものか、までをTSMCのPDK(Process Development Kit)と組み合わせて確認できる

3次元実装。EICとPICを積み重ねることになるので、ここの3次元的な設計にツールが対応していないといけない

検証。単に光/電気的特性だけでなく、温度や信頼性など確認すべき項目は多い

　やや駆け足になってしまったが、現状判明しているCOUPEの概要は以上である。ちなみにNVIDIA、現時点ではイーサネット・スイッチ/インフィニバンド・スイッチのCOUPEを併用した光化がロードマップとして示されているだけだが、これに続き現在NVLinkの光化も水面下で進んでいる。こちらもおそらくCOUPEベースのものになるのではないかと思われる。

　時期で言えば、2026年に発表予定のRubinは、もう光ベースのNVLinkになる(とともに、NVLink Fusionとの互換性を持つ)のではないかというのが現在の予測である。