Moduli ottici 400G SR4 e 800G SR8 in cluster AI

Con il rapido sviluppo della tecnologia dell’intelligenza artificiale (AI), le esigenze di potenza di calcolo e trasmissione dei dati dei cluster di intelligenza artificiale sono in aumento. Per soddisfare questa domanda, anche la tecnologia dei moduli ottici sta facendo progressi. I moduli ottici ad alta velocità, come una nuova generazione di soluzioni di comunicazione ottica ad alta velocità, vengono gradualmente applicati ai cluster IA per fornire loro capacità di trasmissione dati più efficienti e stabili. La velocità di porta dei moduli ottici interconnessi nella sala computer dello Smart Computing Center ha raggiunto gli 800G e continua ad evolversi verso l'alta velocità (1,6T/3,2T).

I.I prossimi cinque anni nelle previsioni della domanda di moduli ottici Ethernet del cluster AI

Già il 23 luglio LightCounting (di seguito denominato LC), un istituto di ricerca nel settore delle comunicazioni ottiche, ha pubblicato il "Super Data Center Optics Report", in cui indicava che le vendite totali di moduli ottici Ethernet per cluster AI nel prossimo in cinque anni raggiungerà i 17,6 miliardi di dollari, pari al 38% di tutto il mercato dei moduli ottici Ethernet. Il rapporto prevede che la dimensione globale del mercato dei moduli ottici Ethernet sarà di circa 5,2 miliardi di dollari, 6,5 miliardi di dollari e 8,3 miliardi di dollari nel 2023, 2024 e 2025, rispettivamente, riviste al rialzo di circa l'8%, 25% e 43% rispetto al rapporto del primo trimestre dello scorso anno. , rispettivamente, e si può vedere che la stragrande maggioranza della crescita incrementale proviene dalla domanda di cluster AI e l'organizzazione ritiene che l'applicazione dei cluster AI darà il via a un'ondata completamente nuova di domanda di prodotti ottici.

Allo stesso tempo, LC ha anche affermato che il nuovo design dei sistemi di intelligenza artificiale delle grandi imprese richiederà più ottiche e che l’implementazione delle reti aziendali principali nei prossimi due anni potrebbe richiedere 2 milioni di moduli ottici 400G SR4 e 6 milioni di moduli ottici 800G SR8. In risposta, LC ha aumentato in modo significativo le previsioni di mercato dei moduli ottici Ethernet per il 2024 e il 2025 e, se combinato con la nuova domanda da parte delle imprese principali, il mercato dei moduli ottici di passaggio digitale è altamente resiliente. La Super Ethernet Alliance è stata istituita per prendere di mira le reti cluster AI ad alte prestazioni, i moduli ottici Ethernet AI e gli aggiornamenti della rete front-end delle applicazioni costituiranno un driver di mercato oltre le principali imprese del settore delle comunicazioni ottiche.

II.Sviluppo e applicazione del modulo ottico ad alta velocità nel cluster AI

Nelle applicazioni IA, l’aumento del volume di dati impone requisiti più elevati alla larghezza di banda della tecnologia di interconnessione ottica. Attualmente, molti collegamenti a breve distanza costruiti con moduli ottici 400G SR4 e 800G SR8 utilizzano laser VCSEL con una velocità operativa di 106 Gb/s. Il prossimo passo nell'evoluzione della tecnologia è quello di aumentare la velocità a corsia singola del canale ottico a 200G/corsia, insieme al numero di canali ottici a 4 canali, per ridurre ulteriormente il costo e il consumo energetico del modulo 800G ; e di evolvere in modo sincrono verso una larghezza di banda a modulo singolo fino a 1,6 T (percorso ottico a 8 canali).

Nei cluster AI, i moduli ottici 400G SR4 sono comunemente utilizzati per la connessione tra server e switch. Poiché i processi di addestramento e inferenza dell’intelligenza artificiale richiedono grandi quantità di trasmissione di dati, una connettività di rete stabile e ad alta velocità è fondamentale. I moduli ottici 400G SR4 possono fornire larghezza di banda sufficiente e ambienti di trasmissione a bassa latenza per garantire che l'addestramento del modello AI e l'elaborazione dei dati vengano eseguiti in modo efficiente. I moduli ottici 800G SR8 vengono utilizzati principalmente per la connettività di rete principale in cluster AI e data center su larga scala. Con l’aumento della complessità dei modelli IA e della quantità di dati, i moduli ottici 800G SR8 possono fornire la larghezza di banda elevata richiesta e le connessioni a bassa latenza per supportare la trasmissione rapida e l’elaborazione di enormi quantità di dati.

III.Innovazione della tecnologia di interconnessione ottica negli scenari di intelligenza artificiale

Basso consumo energetico e bassa latenza sono caratteristiche indispensabili della tecnologia di interconnessione ottica. Un basso consumo energetico significa un minore consumo di energia e costi operativi inferiori, mentre una bassa latenza significa tempi di risposta più rapidi e una maggiore efficienza di elaborazione dei dati. Per soddisfare queste esigenze, la tecnologia di interconnessione ottica deve essere ottimizzata nella progettazione per ridurre la perdita di energia e migliorare l’efficienza di trasmissione.

L’intelligenza artificiale richiede un’elevata stabilità del sistema, quindi la tecnologia di interconnessione ottica deve essere altamente affidabile. Ciò ci impone di ottimizzare la progettazione end-to-end del sistema per garantire la stabilità e l’affidabilità della trasmissione dei dati. Allo stesso tempo, dobbiamo concentrarci anche sull’evolvibilità e sull’interconnettività degli LPO per adattarli alle esigenze in evoluzione della tecnologia AI.

Inoltre, il funzionamento e la manutenzione intelligenti della tecnologia di interconnessione ottica stanno diventando sempre più importanti. L'O&M intelligente non solo può aiutare le aziende a monitorare lo stato operativo del sistema in tempo reale, ma anche a eseguire una manutenzione predittiva basata sull'analisi dei dati per migliorare la disponibilità e la stabilità del sistema. Inoltre, l'O&M intelligente può aiutarci a ottimizzare l'allocazione delle risorse e a migliorare le prestazioni complessive del sistema.

Si prevede che la tecnologia ottica al silicio vedrà una crescita elevata con l’aumento della velocità e l’accelerazione del downlink monomodale. Con i suoi vantaggi di alta velocità, basso consumo energetico e miniaturizzazione, la tecnologia ottica del silicio gioca un ruolo sempre più importante nella tecnologia di interconnessione ottica negli scenari di intelligenza artificiale. Abbiamo motivo di credere che la tecnologia ottica del silicio svolgerà un ruolo ancora più importante nelle future applicazioni di intelligenza artificiale.

Fonte parziale: LightCounting