الوحدات الضوئية 400G SR4 و800G SR8 في مجموعات الذكاء الاصطناعي

مع التطور السريع لتكنولوجيا الذكاء الاصطناعي (AI)، تتزايد احتياجات الطاقة الحاسوبية ونقل البيانات لمجموعات الذكاء الاصطناعي. ولتلبية هذا الطلب، تتقدم أيضًا تكنولوجيا الوحدات الضوئية. يتم تطبيق الوحدات الضوئية عالية السرعة، كجيل جديد من حلول الاتصالات البصرية عالية السرعة، تدريجيًا على مجموعات الذكاء الاصطناعي لتزويدها بقدرات نقل بيانات أكثر كفاءة واستقرارًا. وصل معدل منافذ الوحدات الضوئية المترابطة في غرفة الكمبيوتر بمركز الحوسبة الذكية إلى 800 جيجا بايت، ويستمر في التطور إلى سرعة عالية (1.6T/3.2T).

I.السنوات الخمس المقبلة في توقعات الطلب على الوحدة الضوئية لشبكة إيثرنت AI

في وقت مبكر من 23 يوليو، أصدر LightCounting (المشار إليه فيما يلي باسم LC)، وهو معهد أبحاث في صناعة الاتصالات البصرية، "تقرير Super Data Center Optics"، والذي أشار إلى أن إجمالي مبيعات وحدات Ethernet الضوئية لمجموعات الذكاء الاصطناعي في العام التالي وبعد خمس سنوات ستصل إلى 17.6 مليار دولار، وهو ما يمثل 38% من إجمالي سوق وحدات إيثرنت الضوئية. ويتوقع التقرير أن يصل حجم سوق الوحدات الضوئية العالمية لشبكة إيثرنت إلى حوالي 5.2 مليار دولار، و6.5 مليار دولار، و8.3 مليار دولار في الأعوام 2023 و2024 و2025 على التوالي، مع مراجعة تصاعدية بنحو 8% و25% و43% عن تقرير الربع الأول من العام الماضي. على التوالي، ويمكن ملاحظة أن الغالبية العظمى من النمو المتزايد تأتي من الطلب على مجموعات الذكاء الاصطناعي، وتعتقد المنظمة أن تطبيق مجموعات الذكاء الاصطناعي سيطلق موجة جديدة كاملة من الطلب على المنتجات البصرية.

وفي الوقت نفسه، قال LC أيضًا أن التصميم الجديد لأنظمة الذكاء الاصطناعي للمؤسسات الكبيرة سيتطلب المزيد من البصريات، وقد يتطلب نشر شبكات المؤسسات الرئيسية في العامين المقبلين 2 مليون وحدة بصرية 400G SR4 و6 ملايين 800G SR8. استجابةً لذلك، رفعت LC بشكل كبير توقعاتها لسوق الوحدات الضوئية لشبكة إيثرنت لعامي 2024 و2025، وإذا تم دمجها مع الطلب الجديد من الشركات الرئيسية، فإن سوق الوحدات الضوئية للتمرير الرقمي يتمتع بمرونة عالية. تم إنشاء Super Ethernet Alliance لاستهداف شبكات الذكاء الاصطناعي العنقودية عالية الأداء، وستشكل وحدات Ethernet AI الضوئية وترقيات الشبكة الأمامية للتطبيقات محركًا للسوق يتجاوز الشركات الرئيسية في صناعة الاتصالات البصرية.

II.تطوير وتطبيق الوحدة الضوئية عالية السرعة في مجموعة الذكاء الاصطناعي

في تطبيقات الذكاء الاصطناعي، يفرض الارتفاع الكبير في حجم البيانات متطلبات أعلى على عرض النطاق الترددي لتكنولوجيا التوصيل البيني البصري. حاليًا، العديد من وصلات المسافات القصيرة التي تم إنشاؤها باستخدام الوحدات الضوئية 400G SR4 و800G SR8 تستخدم ليزر VCSEL بمعدل تشغيل يبلغ 106 جيجابت/ثانية. تتمثل الخطوة التالية في تطور التكنولوجيا في زيادة معدل المسار الواحد للقناة الضوئية إلى 200 جيجا/ممر، بالتزامن مع عدد القنوات الضوئية ذات 4 قنوات، لزيادة تقليل التكلفة واستهلاك الطاقة لوحدة 800 جيجا. ; والتطور بشكل متزامن إلى عرض نطاق ترددي أحادي الوحدة يصل إلى 1.6T (مسار بصري ذو 8 قنوات).

في مجموعات الذكاء الاصطناعي، تُستخدم الوحدات الضوئية 400G SR4 بشكل شائع للاتصال بين الخوادم والمحولات. نظرًا لأن عمليات التدريب والاستدلال في مجال الذكاء الاصطناعي تتطلب كميات كبيرة من نقل البيانات، فإن الاتصال بالشبكة عالي السرعة والمستقر أمر بالغ الأهمية. يمكن للوحدات الضوئية 400G SR4 توفير نطاق ترددي كافٍ وبيئات نقل منخفضة الكمون لضمان تنفيذ التدريب على نماذج الذكاء الاصطناعي ومعالجة البيانات بكفاءة. تُستخدم الوحدات الضوئية 800G SR8 بشكل أساسي للاتصال بالشبكة الأساسية في مجموعات الذكاء الاصطناعي ومراكز البيانات الضخمة. مع زيادة تعقيد نماذج الذكاء الاصطناعي وكمية البيانات، يمكن للوحدات الضوئية 800G SR8 توفير النطاق الترددي العالي المطلوب واتصالات زمن الوصول المنخفض لدعم النقل السريع ومعالجة البيانات الضخمة.

III. ابتكار تكنولوجيا الربط البيني البصري في سيناريوهات الذكاء الاصطناعي

يعد الاستهلاك المنخفض للطاقة وزمن الوصول المنخفض من الميزات التي لا غنى عنها لتقنية التوصيل البيني البصري. انخفاض استهلاك الطاقة يعني استهلاكًا أقل للطاقة وتكاليف تشغيل أقل، في حين أن زمن الوصول المنخفض يعني وقت استجابة أسرع وكفاءة أعلى في معالجة البيانات. ولتلبية هذه المتطلبات، يجب تحسين تقنية التوصيل البيني البصري في التصميم لتقليل فقدان الطاقة وتحسين كفاءة النقل.

يتطلب الذكاء الاصطناعي استقرارًا عاليًا للنظام، لذلك يجب أن تكون تقنية التوصيل البيني البصري موثوقة للغاية. وهذا يتطلب منا تحسين التصميم الشامل للنظام لضمان استقرار وموثوقية نقل البيانات. وفي الوقت نفسه، نحتاج أيضًا إلى التركيز على قابلية التطور والترابط بين كائنات LPO للتكيف مع الاحتياجات المتطورة لتكنولوجيا الذكاء الاصطناعي.

بالإضافة إلى ذلك، أصبح التشغيل والصيانة الذكية لتكنولوجيا التوصيل البيني البصري ذات أهمية متزايدة. لا يمكن للتشغيل والصيانة الذكية أن تساعد المؤسسات على مراقبة حالة تشغيل النظام في الوقت الفعلي فحسب، بل يمكنها أيضًا إجراء صيانة تنبؤية بناءً على تحليل البيانات لتحسين توفر النظام واستقراره. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يساعدنا التشغيل والصيانة الذكية على تحسين تخصيص الموارد وتحسين الأداء العام للنظام.

من المتوقع أن تشهد تكنولوجيا السيليكون الضوئية نموًا مرتفعًا مع زيادة المعدل وتسارع الوصلة الهابطة أحادية الوضع. بفضل مزاياها المتمثلة في السرعة العالية والاستهلاك المنخفض للطاقة والتصغير، تلعب تقنية السيليكون الضوئية دورًا متزايد الأهمية في تكنولوجيا التوصيل البيني البصري في سيناريوهات الذكاء الاصطناعي. لدينا سبب للاعتقاد بأن تكنولوجيا السيليكون الضوئية ستلعب دورًا أكثر أهمية في تطبيقات الذكاء الاصطناعي المستقبلية.

المصدر الجزئي: LightCounting