400G SR4 und 800G SR8 optische Module in KI-Clustern

Mit der rasanten Entwicklung der Technologie der künstlichen Intelligenz (KI) steigen die Anforderungen an Rechenleistung und Datenübertragung von KI-Clustern. Um dieser Nachfrage gerecht zu werden, schreitet auch die optische Modultechnologie voran. Optische Hochgeschwindigkeitsmodule als eine neue Generation optischer Hochgeschwindigkeitskommunikationslösungen werden nach und nach in KI-Clustern eingesetzt, um ihnen effizientere und stabilere Datenübertragungsmöglichkeiten zu bieten. Die Portrate der im Computerraum des Smart Computing Center miteinander verbundenen optischen Module hat 800 G erreicht und entwickelt sich weiter zu Hochgeschwindigkeit (1,6 T/3,2 T).

I.Die nächsten fünf Jahre im KI-Cluster Nachfrageprognosen für optische Ethernet-Module

Bereits am 23. Juli veröffentlichte LightCounting (im Folgenden als LC bezeichnet), ein Forschungsinstitut der optischen Kommunikationsbranche, den „Super Data Center Optics Report“, der darauf hinweist, dass der Gesamtumsatz mit optischen Ethernet-Modulen für KI-Cluster im nächsten Jahr liegt In fünf Jahren werden 17,6 Milliarden US-Dollar erreicht, was 38 % des gesamten Marktes für optische Ethernet-Module ausmacht. Der Bericht prognostiziert, dass die globale Marktgröße für optische Ethernet-Module in den Jahren 2023, 2024 und 2025 etwa 5,2 Milliarden US-Dollar, 6,5 Milliarden US-Dollar bzw. 8,3 Milliarden US-Dollar betragen wird, was einer Aufwärtskorrektur von etwa 8 %, 25 % bzw. 43 % gegenüber dem Q1-Bericht des letzten Jahres entspricht , und es ist ersichtlich, dass der überwiegende Teil des inkrementellen Wachstums von der Nachfrage nach KI-Clustern herrührt, und die Organisation ist davon überzeugt, dass die Anwendung von KI-Clustern eine völlig neue Welle der Nachfrage nach optischen Produkten auslösen wird.

Gleichzeitig sagte LC auch, dass das neue Design großer KI-Systeme für Unternehmen mehr Optiken erfordern werde und die Bereitstellung von Hauptunternehmensnetzwerken in den nächsten zwei Jahren möglicherweise 2 Millionen 400G SR4- und 6 Millionen 800G SR8-Optikmodule erfordern werde. Als Reaktion darauf hat LC seine Marktprognose für optische Ethernet-Module für 2024 und 2025 deutlich angehoben, und in Kombination mit der neuen Nachfrage von führenden Unternehmen ist der Markt für optische Digitalpass-Module äußerst widerstandsfähig. Die Super Ethernet Alliance wurde mit dem Ziel gegründet, leistungsstarke KI-Cluster-Netzwerke, optische Ethernet-KI-Module und Front-End-Netzwerk-Upgrades für Anwendungen zu entwickeln, die über die führenden Unternehmen der optischen Kommunikationsbranche hinaus einen Markttreiber darstellen werden.

II.Entwicklung und Anwendung eines optischen Hochgeschwindigkeitsmoduls im KI-Cluster

Bei KI-Anwendungen stellt der Anstieg des Datenvolumens höhere Anforderungen an die Bandbreite der optischen Verbindungstechnologie. Derzeit verwenden viele Kurzstreckenverbindungen, die mit optischen Modulen 400G SR4 und 800G SR8 aufgebaut sind, VCSEL-Laser mit einer Betriebsrate von 106 Gbit/s. Der nächste Schritt in der Weiterentwicklung der Technologie besteht darin, die Single-Lane-Rate des optischen Kanals auf 200G/Lane in Verbindung mit der Anzahl der optischen 4-Kanal-Kanäle zu erhöhen, um die Kosten und den Stromverbrauch des 800G-Moduls weiter zu senken ; und sich synchron zu einer Einzelmodulbandbreite von bis zu 1,6 T (8-Kanal-optischer Pfad) weiterzuentwickeln.

In KI-Clustern werden üblicherweise optische 400G-SR4-Module für die Verbindung zwischen Servern und Switches verwendet. Da KI-Trainings- und Inferenzprozesse große Mengen an Datenübertragung erfordern, ist eine schnelle und stabile Netzwerkkonnektivität von entscheidender Bedeutung. Optische 400G-SR4-Module können ausreichend Bandbreite und Übertragungsumgebungen mit geringer Latenz bereitstellen, um sicherzustellen, dass das Training des KI-Modells und die Datenverarbeitung effizient durchgeführt werden. Optische 800G-SR8-Module werden hauptsächlich für die Kernnetzwerkkonnektivität in KI-Clustern und Rechenzentren im Mega-Maßstab verwendet. Da die Komplexität von KI-Modellen und die Datenmenge zunehmen, können optische 800G SR8-Module die erforderliche hohe Bandbreite und Verbindungen mit geringer Latenz bereitstellen, um die schnelle Übertragung und Verarbeitung großer Datenmengen zu unterstützen.

III. Innovation der optischen Verbindungstechnologie in KI-Szenarien

Geringer Stromverbrauch und geringe Latenz sind unverzichtbare Merkmale der optischen Verbindungstechnologie. Ein geringer Stromverbrauch bedeutet weniger Energieverbrauch und geringere Betriebskosten, während eine geringe Latenz eine schnellere Reaktionszeit und eine höhere Datenverarbeitungseffizienz bedeutet. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, muss das Design der optischen Verbindungstechnologie optimiert werden, um Energieverluste zu reduzieren und die Übertragungseffizienz zu verbessern.

KI erfordert eine hohe Systemstabilität, daher muss die optische Verbindungstechnologie äußerst zuverlässig sein. Dafür müssen wir das End-to-End-Design des Systems optimieren, um die Stabilität und Zuverlässigkeit der Datenübertragung sicherzustellen. Gleichzeitig müssen wir uns auch auf die Weiterentwicklungsfähigkeit und Interkonnektivität von LPOs konzentrieren, um uns an die sich entwickelnden Anforderungen der KI-Technologie anzupassen.

Darüber hinaus wird der intelligente Betrieb und die Wartung optischer Verbindungstechnik immer wichtiger. Intelligentes O&M kann Unternehmen nicht nur dabei helfen, den Betriebsstatus des Systems in Echtzeit zu überwachen, sondern auch eine vorausschauende Wartung auf der Grundlage von Datenanalysen durchführen, um die Verfügbarkeit und Stabilität des Systems zu verbessern. Darüber hinaus kann uns intelligentes O&M dabei helfen, die Ressourcenzuteilung zu optimieren und die Gesamtleistung des Systems zu verbessern.

Es wird erwartet, dass die optische Siliziumtechnologie ein starkes Wachstum verzeichnen wird, da die Geschwindigkeit steigt und der Singlemode-Downlink beschleunigt wird. Mit ihren Vorteilen hoher Geschwindigkeit, geringem Stromverbrauch und Miniaturisierung spielt die optische Siliziumtechnologie eine immer wichtigere Rolle in der optischen Verbindungstechnologie in KI-Szenarien. Wir haben Grund zu der Annahme, dass die siliziumoptische Technologie in zukünftigen KI-Anwendungen eine noch wichtigere Rolle spielen wird.

Teilweise Quelle: LightCounting