小编：硅照片正在重塑数据中心的未来。但是，工程师需要更高级的仿真工具来获取这些灯
硅照片正在重塑数据中心的未来。但是，工程师需要更高级的仿真工具来将这些光组件与电子设备集成。在本文中，当今的计算机和通信应用程序需要前所未有的处理能力和高频内存访问。以光速传输的数据已成为解决方案。在数据中心，GPU通常在AI培训和推断期间彼此发送数据terabytes。光学互连已成为解决这些需求的解决方案，即使用光束以高达100 GB/s的速度传输数据。但是，这种复杂系统的设计和验证需要复杂的模拟工具来建模性能并确保组件的完美集成。 OP连接的未来与硅光子学完全相关。该技术将光学和电子组件组合在单个硅芯片中，以实现有效的带宽数据运动。是贝科MING越来越普遍在数据中心的互连，5G无线网络，大都市网络，远程通信，高性能计算（HPC）和IA等领域。我也可以在量子计算中发挥作用。如今，这些系统包含复杂的模拟和数字组件网络。但是，这些混合信号系统中硅光子学的整合为芯片设计师和系统工程师提供了复杂性。在电气，光学和数字域中执行精确模拟的能力对于AI和其他应用程序工作负载所需的高带宽的低潜伏期连接至关重要。 Fotonica de Silicon的组成部分实际上意味着硅光子学为CMOS世界提供了光速。当在单个底物中集成激光器，波导指南和照相机等组件时，这些系统可以精确控制光线。光源，例如激光器和发射二极管（LED），编码VisiBLE或红外电子，将电子变成光子。相比之下，光电二极管和其他照相扇区进行了相反的过程，将传输到电信号的光线转化为电信号。光波导管充当光导管，类似于铜电缆传输电信号的方式。尽管激光是在整合到系统之前单独制造的，但波导指南通常直接放置在硅芯片中。这些波导指南通常可以通过电控制，从而使折射指数的动态控制能够调整传输光的相位和集成。因此，这些组件可用于过滤或调节梁。 Optopladores和SPTlitter进一步提高了系统功能。组合器结合了来自多个来源的信号，以允许基于干扰的调制，而除数将光学信号划分为几个不同的输出，并使用比例分布。这些组合NTS构成了硅光子学的构造块，对于诸如数据中心波长划分（WDM）的多路复用的应用很重要。硅光子学：实现从服务器到SOC的各种配置，这些配置由安装在PCI Express卡（PCIE）上的独立设备（PCIE）或直接安装在主板上和光学备份上。整个服务器架子连接到板。但是，最新的创新之一是将光学kiplet集成到Systemas Multigrase中。它们是这些包装的核心，它们主要是数字，通常是成千上万的晶体管。它们充当网络服务器的主要处理单元或使用电动I/O与系统（或服装光学端口）中的其他芯片进行通信。但是，半导体公司的目的是通过在同一包装中整合硅kiplet的光子泄漏来巩固电气I/S的局限性。在C领域Intel基于HIPLET的光学互连，最近推出了一种新的OCI光学芯片，可提供64个双向频道，并以独特的方式通过纤维提供高达4 TB/S的性能。 IBM CO -Deputy光学模块直接与主机芯片集成，可在海岸上找到。自动纤维密度六次。硅光子kiplets用作高速光透感。他们将不同机架之间的数据插入同一服务器芯片，相同的机架，甚至是光纤，而不是铜线。这些体系结构表明，对结合模拟，数字和光学域的非均匀系统的精确模拟的需求不断增长。 Cuppacking Optics的挑战在于，硅光子学亲吻整合了电子光学系统和组件，以创建需要严格的模拟和验证以确保最佳性能的复杂混合信号系统。此外，芯片设计师和系统工程师应共同从热和能源效率到信号（SI）以及能量的完整性（PI），nsider广泛的其他因素。这些体系结构需要对系统交互的建模和验证的方式进行更改。随着光学组件接近核心处理，逻辑模拟在继续发展，在不同时间和抽象级别捕获电流相互作用。例如，需要强调RF的光学和正面互连（例如，现代异质硅光子受体设计）以及启用设计和启用设计的精确操作。非均匀的光子IC摘要更多地突出了协同模拟在光学，模拟和数字域中的作用。这些发展提高了可扩展的混合模拟和建模框架的重要性，该框架可以关闭功能，物理实现和系统性能。但是，模拟多音节光子系统的挑战是设计OF使用集成光子元件的多个谷物系统面临着独特的挑战。半导体供应商通常为接纳光子硅的特定过程节点提供工艺开发套件（PDK），包括精确的电子模型和光学组件。在大多数情况下，这些模型以严格的仿真格式（例如香料或快速峰值）提供，或诸如Verilog-A，Verilog-AMS或VHDL-AM等硬件。它使用解释语言（HDL）。所有这些都可以用于模拟。这些模型在模拟域中提供了高精度和相对较快的性能。但是，使用模拟仿真工具用于混合信号验证（也称为模拟混合信号（AMS））可能会导致模拟速度在资源上非常缓慢且密集。 。光子系统的复杂性加剧了这些挑战，并需要新的方法来确保精确和效率。即使是相对简单的实现，设计也可能很复杂和验证过程。例如，使用不同波长的多个源光源的Kipplet发射器应允许光纤另一侧的Kiplet接收器以精度分开并处理这些信号。该系统必须确保波导指南和光学调节器在几个电压条件下有效地发挥作用。当chiplet设计为收发器时，复杂性会大大增加。实数的建模：混合信号模拟中实数（RNM）建模的下一步是如何缩小模拟和数字域之间的差距（请参见图）。设计混合信号仿真模型以及模拟精度，性能和容量之间的关系。这些模型允许工程师使用数字工具模拟模拟操作，从而大大提高了速度和仿真能力。最重要的是，这些模型基于SystemVerilog。因此，RNM模型可用于Vali日期并验证统一模拟环境中的模拟，数字和光学组件。通过简化模拟过程，NMR可以帮助工程师以高速和可靠性验证复杂的混合信号系统。当使用香料或Verilog-A创建的模拟模型不足以解决需要集成的光子组件，模拟电路和数字控制器的混合信号模拟时，RNM尤其有价值。在数字验证工作流程中启用快速模拟。 EDA在硅光子学EDA公司中的增长正在引入一类新的数字混合信号模拟（DMS），以降低整体光学和电子组件的复杂性。例如，Cadence Xcelium Digital Simulator允许RNM，并接受混合信号模拟，以整合光子和电域。唯一的是您的速度。 DMS模拟的工作速度明显快于传统AMS模拟。同时，它保持建模的能力整个多裂系统。 Cadence还开发了一个称为Photonet的库。这使工程师可以访问包括最常见的硅光子组件（例如激光器，探测器，波导指南，组合和除数）的RNM参数化。新库可在公司的Eenet库中获得，其中包括代表电阻，电感器和冷凝器设备的参数化RNM模型，以及二极管，晶体管，操作放大器和其他模拟功能。 Photonet允许工程师模拟硅光子学的功能，并验证与Codigital Utrolars和Analog组件的集成。 Photonet模型允许工程师确保光学驱动器指南和调节器在某些电压条件下按预期工作。当与Eenet结合使用时，这种方法可以更有效地验证和减少跨流的混合信号系统，并且设计重复并加速了市场的时间。节奏也引入了快速适应工具套件（RAK）。它提供了一个参考代码，以向工程师展示如何对同一系统的电气，光学和数字组件进行建模，并确保所有组件共同使用。这些工具是设计和验证包含光子硅元素的多层系统的设计和验证部。它在克服问题中起着重要作用。 DMS通过允许在电气，光学和数字域中进行精确的建模，有助于验证和验证未来应用所需的高带宽系统。结果，工程师可以充满信心地设计和验证高生成高性能系统，以满足市场不断变化的需求，例如数据中心，电信，HPC，AI等。赌注越来越高。一种新的建筑方法有望将硅光子推向计算机科学的新作用。例如，研究人员开发了一个完全集成的光子张力核心，突出了PO在芯片中操纵光学矩阵的可疑性。由于硅光子将与数字逻辑一起设计，因此DMS和其他共生工具对于使工程师能够模拟电气，光学和数字域中信号的行为很重要。
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