400G SR4 en 800G SR8 optische modules in AI-clusters

Met de snelle ontwikkeling van kunstmatige intelligentie (AI)-technologie nemen de behoeften op het gebied van rekenkracht en datatransmissie van AI-clusters toe. Om aan deze vraag te voldoen, gaat de technologie van optische modules ook vooruit. Hoogwaardige optische modules, als een nieuwe generatie snelle optische communicatieoplossingen, worden geleidelijk toegepast op AI-clusters om hen te voorzien van efficiëntere en stabielere datatransmissiemogelijkheden. De poortsnelheid van optische modules die met elkaar zijn verbonden in de computerruimte van het Smart Computing Center heeft 800G bereikt en blijft evolueren naar hoge snelheid (1,6T/3,2T).

I.De komende vijf jaar in de AI-cluster Vraagvoorspellingen voor optische Ethernet-modules

Al op 23 juli bracht LightCounting (hierna LC genoemd), een onderzoeksinstituut binnen de optische-communicatie-industrie, het ‘Super Data Center Optics Report’ uit, waaruit bleek dat de totale verkoop van optische Ethernet-modules voor AI-clusters in de komende over vijf jaar $17,6 miljard zal bereiken, goed voor 38% van de totale markt voor optische Ethernet-modules. Het rapport voorspelt dat de wereldwijde marktomvang van Ethernet optische modules in 2023, 2024 en 2025 respectievelijk ongeveer $5,2 miljard, $6,5 miljard en $8,3 miljard zal bedragen, opwaarts bijgesteld met ongeveer 8%, 25% en 43% ten opzichte van het eerste kwartaalrapport van vorig jaar. , respectievelijk, en het is duidelijk dat het overgrote deel van de incrementele groei voortkomt uit de vraag naar AI-clusters, en de organisatie gelooft dat de toepassing van AI-clusters een geheel nieuwe golf van vraag naar optische producten zal veroorzaken.

Tegelijkertijd zei LC ook dat het nieuwe ontwerp van AI-systemen voor grote ondernemingen meer optica zal vereisen, en dat de inzet van hoofdbedrijfsnetwerken in de komende twee jaar mogelijk 2 miljoen 400G SR4 en 6 miljoen 800G SR8 optische modules nodig zal hebben. Als reactie hierop heeft LC zijn marktvoorspellingen voor Ethernet-optische modules voor 2024 en 2025 aanzienlijk verhoogd, en in combinatie met de nieuwe vraag van grote ondernemingen is de markt voor digitale pas-optische modules zeer veerkrachtig. Super Ethernet Alliance is opgericht om zich te richten op hoogwaardige AI-clusternetwerken, Ethernet AI optische modules en applicatie-front-end netwerkupgrades zullen een marktmotor vormen die verder gaat dan de hoofdondernemingen in de optische communicatie-industrie.

II.Ontwikkeling en toepassing van snelle optische modules in AI-clusters

Bij AI-toepassingen stelt de toename van het datavolume hogere eisen aan de bandbreedte van optische interconnectietechnologie. Momenteel maken veel korteafstandsverbindingen die zijn gebouwd met optische modules van 400G SR4 en 800G SR8 gebruik van VCSEL-lasers met een bedrijfssnelheid van 106 Gb/s. De volgende stap in de evolutie van de technologie is het verhogen van de single-lane-snelheid van het optische kanaal naar 200G/lane, in combinatie met het aantal 4-kanaals optische kanalen, om de kosten en het energieverbruik van de 800G-module verder te verlagen. ; en om synchroon te evolueren naar een bandbreedte van één module naar 1,6T (optisch pad met 8 kanalen).

In AI-clusters worden vaak 400G SR4 optische modules gebruikt voor de verbinding tussen servers en switches. Omdat AI-training en inferentieprocessen grote hoeveelheden datatransmissie vereisen, is een hoge snelheid en stabiele netwerkconnectiviteit van cruciaal belang. 400G SR4 optische modules kunnen voldoende bandbreedte en transmissieomgevingen met lage latentie bieden om ervoor te zorgen dat AI-modeltraining en gegevensverwerking efficiënt worden uitgevoerd. 800G SR8 optische modules worden voornamelijk gebruikt voor kernnetwerkconnectiviteit in megaschaal AI-clusters en datacenters. Naarmate de complexiteit van AI-modellen en de hoeveelheid gegevens toenemen, kunnen 800G SR8 optische modules de vereiste verbindingen met hoge bandbreedte en lage latentie bieden om de snelle overdracht en verwerking van enorme gegevens te ondersteunen.

III.Innovatie van optische interconnectietechnologie in AI-scenario's

Een laag stroomverbruik en een lage latentie zijn onmisbare kenmerken van optische interconnectietechnologie. Een laag stroomverbruik betekent minder energieverbruik en lagere bedrijfskosten, terwijl een lage latentie een snellere responstijd en een hogere efficiëntie van de gegevensverwerking betekent. Om aan deze eisen te voldoen, moet de optische verbindingstechnologie qua ontwerp worden geoptimaliseerd om energieverlies te verminderen en de transmissie-efficiëntie te verbeteren.

AI vereist een hoge systeemstabiliteit, dus optische interconnectietechnologie moet zeer betrouwbaar zijn. Dit vereist dat we het end-to-end ontwerp van het systeem optimaliseren om de stabiliteit en betrouwbaarheid van de datatransmissie te garanderen. Tegelijkertijd moeten we ons ook concentreren op de evolueerbaarheid en interconnectiviteit van LPO’s om ons aan te passen aan de veranderende behoeften van AI-technologie.

Bovendien wordt de intelligente werking en het onderhoud van optische interconnectietechnologie steeds belangrijker. Intelligent O&M kan bedrijven niet alleen helpen de bedrijfsstatus van het systeem in realtime te monitoren, maar ook voorspellend onderhoud uitvoeren op basis van data-analyse om de beschikbaarheid en stabiliteit van het systeem te verbeteren. Bovendien kan intelligente O&M ons helpen de toewijzing van middelen te optimaliseren en de algehele prestaties van het systeem te verbeteren.

Er wordt verwacht dat de optische siliciumtechnologie een hoge groei zal doormaken naarmate de snelheid toeneemt en de single-mode downlink versnelt. Met zijn voordelen van hoge snelheid, laag energieverbruik en miniaturisatie speelt optische siliciumtechnologie een steeds belangrijkere rol in optische interconnectietechnologie in AI-scenario's. We hebben reden om aan te nemen dat optische siliciumtechnologie een nog belangrijkere rol zal spelen in toekomstige AI-toepassingen.

Gedeeltelijke bron: LightCounting