Módulos ópticos 400G SR4 e 800G SR8 em clusters de IA

Com o rápido desenvolvimento da tecnologia de Inteligência Artificial (IA), o poder de computação e as necessidades de transmissão de dados dos clusters de IA estão aumentando. Para atender a essa demanda, a tecnologia de módulos ópticos também está avançando. Módulos ópticos de alta taxa, como uma nova geração de soluções de comunicação óptica de alta velocidade, estão sendo gradualmente aplicados a clusters de IA para fornecer-lhes capacidades de transmissão de dados mais eficientes e estáveis. A taxa de porta dos módulos ópticos interligados na sala de informática do Smart Computing Center atingiu 800G, e continua evoluindo para alta velocidade (1,6T/3,2T).

I.Os próximos cinco anos nas previsões de demanda de módulos ópticos Ethernet do cluster AI

Já em 23 de julho, LightCounting (doravante denominado LC), um instituto de pesquisa na indústria de comunicações ópticas, divulgou o "Relatório Super Data Center Optics", que indicava que as vendas totais de módulos ópticos Ethernet para clusters de IA no próximo cinco anos atingirá US$ 17,6 bilhões, representando 38% de todo o mercado de módulos ópticos Ethernet. O relatório prevê que o tamanho do mercado global de módulos ópticos Ethernet seja de cerca de US$ 5,2 bilhões, US$ 6,5 bilhões e US$ 8,3 bilhões em 2023, 2024 e 2025, respectivamente, revisado para cima em cerca de 8%, 25% e 43% em relação ao relatório do primeiro trimestre do ano passado. , respectivamente, e pode-se observar que a grande maioria do crescimento incremental vem da demanda por clusters de IA, e a organização acredita que a aplicação de clusters de IA desencadeará uma nova onda de demanda por produtos ópticos.

Ao mesmo tempo, LC também disse que o novo design de sistemas de IA de grandes empresas exigirá mais óptica, e a implantação de redes empresariais principais nos próximos dois anos poderá exigir 2 milhões de módulos ópticos 400G SR4 e 6 milhões de módulos ópticos 800G SR8. Em resposta, a LC aumentou significativamente sua previsão de mercado de módulos ópticos Ethernet para 2024 e 2025 e, se combinada com a nova demanda das principais empresas, o mercado de módulos ópticos de passagem digital é altamente resiliente. A Super Ethernet Alliance foi estabelecida para atingir redes de cluster de IA de alto desempenho, módulos ópticos Ethernet AI e atualizações de rede front-end de aplicativos constituirão um impulsionador de mercado além das principais empresas do setor de comunicações ópticas.

II.Desenvolvimento e aplicação de módulo óptico de alta velocidade em cluster de IA

Nas aplicações de IA, o aumento no volume de dados impõe requisitos mais elevados à largura de banda da tecnologia de interconexão óptica. Atualmente, muitos links de curta distância construídos com módulos ópticos 400G SR4 e 800G SR8 usam lasers VCSEL com uma taxa operacional de 106 Gb/s. O próximo passo na evolução da tecnologia é aumentar a taxa de faixa única do canal óptico para 200G/via, em conjunto com o número de canais ópticos de 4 canais, para reduzir ainda mais o custo e o consumo de energia do módulo 800G. ; e evoluir de forma síncrona para uma largura de banda de módulo único para 1,6T (caminho óptico de 8 canais).

Em clusters de IA, módulos ópticos 400G SR4 são comumente usados ​​para a conexão entre servidores e switches. Como os processos de treinamento e inferência de IA exigem grandes quantidades de transmissão de dados, a conectividade de rede estável e de alta velocidade é crítica. Os módulos ópticos 400G SR4 podem fornecer largura de banda suficiente e ambientes de transmissão de baixa latência para garantir que o treinamento do modelo de IA e o processamento de dados sejam realizados de forma eficiente. Os módulos ópticos 800G SR8 são usados ​​principalmente para conectividade de rede central em clusters de IA e data centers em megaescala. À medida que a complexidade dos modelos de IA e a quantidade de dados aumentam, os módulos ópticos 800G SR8 podem fornecer a alta largura de banda necessária e conexões de baixa latência para suportar a rápida transmissão e processamento de dados massivos.

III.Inovação tecnológica de interconexão óptica em cenários de IA

Baixo consumo de energia e baixa latência são recursos indispensáveis ​​da tecnologia de interconexão óptica. Baixo consumo de energia significa menos consumo de energia e custos operacionais mais baixos, enquanto baixa latência significa tempo de resposta mais rápido e maior eficiência de processamento de dados. Para atender a essas demandas, o design da tecnologia de interconexão óptica precisa ser otimizado para reduzir a perda de energia e melhorar a eficiência da transmissão.

A IA exige alta estabilidade do sistema, portanto a tecnologia de interconexão óptica deve ser altamente confiável. Isso exige que otimizemos o design ponta a ponta do sistema para garantir a estabilidade e a confiabilidade da transmissão de dados. Ao mesmo tempo, precisamos também de nos concentrar na capacidade de evolução e na interconectividade dos LPOs para nos adaptarmos à evolução das necessidades da tecnologia de IA.

Além disso, a operação e manutenção inteligentes da tecnologia de interconexão óptica estão se tornando cada vez mais importantes. A O&M inteligente pode não apenas ajudar as empresas a monitorar o status operacional do sistema em tempo real, mas também realizar manutenção preditiva com base na análise de dados para melhorar a disponibilidade e estabilidade do sistema. Além disso, a O&M inteligente pode nos ajudar a otimizar a alocação de recursos e melhorar o desempenho geral do sistema.

Espera-se que a tecnologia óptica de silício tenha um alto crescimento à medida que a taxa aumenta e o downlink monomodo acelera. Com suas vantagens de alta velocidade, baixo consumo de energia e miniaturização, a tecnologia óptica de silício desempenha um papel cada vez mais importante na tecnologia de interconexão óptica em cenários de IA. Temos motivos para acreditar que a tecnologia óptica de silício desempenhará um papel ainda mais importante nas futuras aplicações de IA.

Fonte parcial: LightCounting