Módulos ópticos 400G SR4 y 800G SR8 en clústeres de IA

Con el rápido desarrollo de la tecnología de Inteligencia Artificial (IA), las necesidades de potencia informática y transmisión de datos de los clústeres de IA están aumentando. Para satisfacer esta demanda, la tecnología de módulos ópticos también está avanzando. Los módulos ópticos de alta velocidad, como nueva generación de soluciones de comunicación óptica de alta velocidad, se están aplicando gradualmente a los clústeres de IA para proporcionarles capacidades de transmisión de datos más eficientes y estables. La velocidad de puerto de los módulos ópticos interconectados en la sala de ordenadores del Smart Computing Center ha alcanzado los 800G y continúa evolucionando hacia la alta velocidad (1,6T/3,2T).

I.Los próximos cinco años en las previsiones de demanda de módulos ópticos Ethernet del clúster de IA

Ya el 23 de julio, LightCounting (en adelante, LC), un instituto de investigación dentro de la industria de las comunicaciones ópticas, publicó el "Super Data Center Optics Report", que indicaba que las ventas totales de módulos ópticos Ethernet para clústeres de IA en el próximo cinco años alcanzará los 17.600 millones de dólares, lo que representa el 38% de todo el mercado de módulos ópticos Ethernet. El informe pronostica que el tamaño del mercado mundial de módulos ópticos Ethernet será de alrededor de $ 5,2 mil millones, $ 6,5 mil millones y $ 8,3 mil millones en 2023, 2024 y 2025, respectivamente, revisado al alza en alrededor del 8%, 25% y 43% con respecto al informe del primer trimestre del año pasado. , respectivamente, y se puede ver que la gran mayoría del crecimiento incremental proviene de la demanda de grupos de IA, y la organización cree que la aplicación de grupos de IA desencadenará una ola completamente nueva de demanda de productos ópticos.

Al mismo tiempo, LC también dijo que el nuevo diseño de los sistemas de inteligencia artificial de las grandes empresas requerirá más óptica, y el despliegue de redes empresariales principales en los próximos dos años puede requerir 2 millones de módulos ópticos 400G SR4 y 6 millones de 800G SR8. En respuesta, LC aumentó significativamente su pronóstico del mercado de módulos ópticos Ethernet para 2024 y 2025 y, si se combina con la nueva demanda de las empresas principales, el mercado de módulos ópticos de paso digital es muy resistente. La Super Ethernet Alliance se estableció para apuntar a redes de clústeres de IA de alto rendimiento, los módulos ópticos de IA de Ethernet y las actualizaciones de la red de aplicaciones para el usuario constituirán un impulsor del mercado más allá de las empresas principales en la industria de las comunicaciones ópticas.

II.Desarrollo y aplicación de un módulo óptico de alta velocidad en un clúster de IA

En las aplicaciones de IA, el aumento del volumen de datos impone mayores requisitos al ancho de banda de la tecnología de interconexión óptica. Actualmente, muchos enlaces de corta distancia construidos con módulos ópticos 400G SR4 y 800G SR8 utilizan láseres VCSEL con una velocidad de funcionamiento de 106 Gb/s. El siguiente paso en la evolución de la tecnología es aumentar la velocidad de un solo carril del canal óptico a 200G/carril, junto con la cantidad de canales ópticos de 4 canales, para reducir aún más el costo y el consumo de energía del módulo de 800G. ; y evolucionar sincrónicamente a un ancho de banda de un solo módulo a 1,6 T (ruta óptica de 8 canales).

En los clústeres de IA, los módulos ópticos 400G SR4 se utilizan comúnmente para la conexión entre servidores y conmutadores. Dado que los procesos de inferencia y entrenamiento de IA requieren grandes cantidades de transmisión de datos, una conectividad de red estable y de alta velocidad es fundamental. Los módulos ópticos 400G SR4 pueden proporcionar suficiente ancho de banda y entornos de transmisión de baja latencia para garantizar que el entrenamiento del modelo de IA y el procesamiento de datos se lleven a cabo de manera eficiente. Los módulos ópticos 800G SR8 se utilizan principalmente para la conectividad de red central en centros de datos y clústeres de IA a megaescala. A medida que aumentan la complejidad de los modelos de IA y la cantidad de datos, los módulos ópticos 800G SR8 pueden proporcionar el alto ancho de banda requerido y conexiones de baja latencia para soportar la rápida transmisión y procesamiento de datos masivos.

III.Innovación en tecnología de interconexión óptica en escenarios de IA

El bajo consumo de energía y la baja latencia son características indispensables de la tecnología de interconexión óptica. Un bajo consumo de energía significa menos consumo de energía y menores costos operativos, mientras que una baja latencia significa un tiempo de respuesta más rápido y una mayor eficiencia en el procesamiento de datos. Para satisfacer estas demandas, es necesario optimizar el diseño de la tecnología de interconexión óptica para reducir la pérdida de energía y mejorar la eficiencia de la transmisión.

La IA requiere una alta estabilidad del sistema, por lo que la tecnología de interconexión óptica debe ser altamente confiable. Esto requiere que optimicemos el diseño de extremo a extremo del sistema para garantizar la estabilidad y confiabilidad de la transmisión de datos. Al mismo tiempo, también debemos centrarnos en la capacidad de evolución y la interconectividad de las LPO para adaptarnos a las necesidades cambiantes de la tecnología de IA.

Además, la operación y el mantenimiento inteligentes de la tecnología de interconexión óptica están adquiriendo cada vez más importancia. O&M inteligente no solo puede ayudar a las empresas a monitorear el estado operativo del sistema en tiempo real, sino también a realizar un mantenimiento predictivo basado en el análisis de datos para mejorar la disponibilidad y estabilidad del sistema. Además, la O&M inteligente puede ayudarnos a optimizar la asignación de recursos y mejorar el rendimiento general del sistema.

Se espera que la tecnología óptica de silicio experimente un gran crecimiento a medida que aumente la velocidad y se acelere el enlace descendente monomodo. Con sus ventajas de alta velocidad, bajo consumo de energía y miniaturización, la tecnología óptica de silicio desempeña un papel cada vez más importante en la tecnología de interconexión óptica en escenarios de IA. Tenemos motivos para creer que la tecnología óptica de silicio desempeñará un papel aún más importante en las futuras aplicaciones de IA.

Fuente parcial: LightCounting