โมดูลออปติคัล 400G SR4 และ 800G SR8 ในคลัสเตอร์ AI

ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ (AI) ความต้องการพลังการประมวลผลและการส่งข้อมูลของคลัสเตอร์ AI จึงเพิ่มขึ้น เพื่อตอบสนองความต้องการนี้ เทคโนโลยีโมดูลออปติคอลก็ก้าวหน้าเช่นกัน โมดูลออปติคัลอัตราสูงซึ่งเป็นโซลูชันการสื่อสารด้วยแสงความเร็วสูงรุ่นใหม่ กำลังค่อยๆ นำไปใช้กับคลัสเตอร์ AI เพื่อให้มีความสามารถในการส่งข้อมูลที่มีประสิทธิภาพและมีเสถียรภาพมากขึ้น อัตราพอร์ตของโมดูลออปติคัลที่เชื่อมต่อกันในห้องคอมพิวเตอร์ของ Smart Computing Center สูงถึง 800G และยังคงพัฒนาไปสู่ความเร็วสูง (1.6T/3.2T)

I. การคาดการณ์ความต้องการโมดูลออปติคัลอีเทอร์เน็ตของคลัสเตอร์ AI ในอีกห้าปีข้างหน้า

เมื่อวันที่ 23 กรกฎาคม LightCounting (ต่อไปนี้จะเรียกว่า LC) สถาบันวิจัยในอุตสาหกรรมการสื่อสารด้วยแสง ได้เปิดตัว "รายงาน Super Data Center Optics" ซึ่งระบุว่ายอดขายรวมของโมดูลออปติคัลอีเทอร์เน็ตสำหรับคลัสเตอร์ AI ในอีกไม่ช้า ห้าปีจะมีมูลค่าถึง 17.6 พันล้านดอลลาร์ คิดเป็น 38% ของตลาดโมดูลออปติคัลอีเทอร์เน็ตทั้งหมด รายงานคาดการณ์ขนาดตลาดโมดูลออปติคัลอีเทอร์เน็ตทั่วโลกจะอยู่ที่ประมาณ 5.2 พันล้านดอลลาร์ 6.5 พันล้านดอลลาร์ และ 8.3 พันล้านดอลลาร์ในปี 2023, 2024 และ 2025 ตามลำดับ โดยมีการแก้ไขเพิ่มขึ้นประมาณ 8%, 25% และ 43% จากรายงานไตรมาส 1 ของปีที่แล้ว ตามลำดับ และจะเห็นได้ว่าการเติบโตที่เพิ่มขึ้นส่วนใหญ่มาจากความต้องการคลัสเตอร์ AI และองค์กรเชื่อว่าการใช้งานคลัสเตอร์ AI จะสร้างความต้องการคลื่นลูกใหม่สำหรับผลิตภัณฑ์ออปติก

ในเวลาเดียวกัน LC ยังกล่าวด้วยว่าการออกแบบใหม่ของระบบ AI ขององค์กรขนาดใหญ่จะต้องมีออปติกมากขึ้น และการปรับใช้เครือข่ายหลักขององค์กรในอีกสองปีข้างหน้าอาจต้องใช้โมดูลออปติคัล 400G SR4 จำนวน 2 ล้านโมดูล และ 800G SR8 จำนวน 6 ล้านโมดูล เพื่อเป็นการตอบสนอง LC ได้เพิ่มการคาดการณ์ตลาดโมดูลออปติคัลอีเทอร์เน็ตในปี 2567 และ 2568 อย่างมีนัยสำคัญ และหากรวมกับความต้องการใหม่จากองค์กรหลัก ตลาดโมดูลออปติคัลพาสดิจิทัลก็มีความยืดหยุ่นสูง Super Ethernet Alliance ก่อตั้งขึ้นเพื่อกำหนดเป้าหมายเครือข่ายคลัสเตอร์ AI ประสิทธิภาพสูง โมดูลออปติคัล Ethernet AI และการอัพเกรดเครือข่ายส่วนหน้าของแอปพลิเคชัน จะถือเป็นตัวขับเคลื่อนตลาดนอกเหนือจากองค์กรหลักในอุตสาหกรรมการสื่อสารด้วยแสง

II. การพัฒนาและการประยุกต์ใช้โมดูลออปติคัลความเร็วสูงในคลัสเตอร์ AI

ในแอปพลิเคชัน AI ปริมาณข้อมูลที่เพิ่มขึ้นทำให้ความต้องการแบนด์วิธของเทคโนโลยีการเชื่อมต่อโครงข่ายด้วยแสงสูงขึ้น ปัจจุบัน การเชื่อมต่อระยะสั้นจำนวนมากที่สร้างด้วยโมดูลออปติคัล 400G SR4 และ 800G SR8 ใช้เลเซอร์ VCSEL ที่มีอัตราการทำงาน 106Gb/s ขั้นตอนต่อไปในวิวัฒนาการของเทคโนโลยีคือการเพิ่มอัตราช่องทางเดียวของช่องสัญญาณออปติคอลเป็น 200G/เลน ร่วมกับจำนวนช่องสัญญาณออปติคอล 4 ช่องทาง เพื่อลดต้นทุนและการใช้พลังงานของโมดูล 800G ต่อไป ; และเพื่อพัฒนาแบนด์วิดท์โมดูลเดียวพร้อมกันเป็น 1.6T (เส้นทางออปติคัล 8 แชนเนล)

ในคลัสเตอร์ AI นั้น โดยทั่วไปจะใช้โมดูลออปติคัล 400G SR4 สำหรับการเชื่อมต่อระหว่างเซิร์ฟเวอร์และสวิตช์ เนื่องจากการฝึกอบรม AI และกระบวนการอนุมานจำเป็นต้องมีการส่งข้อมูลจำนวนมาก การเชื่อมต่อเครือข่ายความเร็วสูงและมีเสถียรภาพจึงเป็นสิ่งสำคัญ โมดูลออปติคัล 400G SR4 สามารถให้แบนด์วิธที่เพียงพอและสภาพแวดล้อมการส่งข้อมูลที่มีความหน่วงต่ำ เพื่อให้มั่นใจว่าการฝึกฝนโมเดล AI และการประมวลผลข้อมูลดำเนินไปอย่างมีประสิทธิภาพ โมดูลออปติคัล 800G SR8 ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการเชื่อมต่อเครือข่ายหลักในคลัสเตอร์ AI และศูนย์ข้อมูลขนาดใหญ่ เนื่องจากความซับซ้อนของโมเดล AI และปริมาณข้อมูลเพิ่มขึ้น โมดูลออปติคัล 800G SR8 จึงสามารถให้การเชื่อมต่อแบนด์วิธสูงและเวลาแฝงต่ำตามที่ต้องการ เพื่อรองรับการส่งและการประมวลผลข้อมูลขนาดใหญ่อย่างรวดเร็ว

III. นวัตกรรมเทคโนโลยีการเชื่อมต่อแบบออปติคัลในสถานการณ์ AI

การใช้พลังงานต่ำและเวลาแฝงต่ำเป็นคุณสมบัติที่ขาดไม่ได้ของเทคโนโลยีการเชื่อมต่อระหว่างกันแบบออปติคอล การใช้พลังงานต่ำหมายถึงการใช้พลังงานน้อยลงและต้นทุนการดำเนินงานลดลง ในขณะที่เวลาแฝงต่ำหมายถึงเวลาตอบสนองที่เร็วขึ้นและประสิทธิภาพการประมวลผลข้อมูลที่สูงขึ้น เพื่อตอบสนองความต้องการเหล่านี้ เทคโนโลยีการเชื่อมต่อแบบออปติกจำเป็นต้องได้รับการปรับให้เหมาะสมในการออกแบบเพื่อลดการสูญเสียพลังงานและปรับปรุงประสิทธิภาพการส่งสัญญาณ

AI ต้องการความเสถียรของระบบสูง ดังนั้นเทคโนโลยีการเชื่อมต่อระหว่างกันแบบออปติกจึงต้องมีความน่าเชื่อถือสูง สิ่งนี้ทำให้เราต้องปรับการออกแบบระบบตั้งแต่ต้นทางถึงปลายทางให้เหมาะสมเพื่อให้มั่นใจถึงความเสถียรและความน่าเชื่อถือของการส่งข้อมูล ในเวลาเดียวกัน เรายังต้องมุ่งเน้นไปที่การพัฒนาและการเชื่อมโยงระหว่าง LPO เพื่อปรับให้เข้ากับความต้องการที่เปลี่ยนแปลงไปของเทคโนโลยี AI

นอกจากนี้ การทำงานอัจฉริยะและการบำรุงรักษาเทคโนโลยีการเชื่อมต่อโครงข่ายด้วยแสงกำลังมีความสำคัญมากขึ้น O&M อัจฉริยะไม่เพียงแต่ช่วยให้องค์กรต่างๆ ตรวจสอบสถานะการทำงานของระบบแบบเรียลไทม์ แต่ยังดำเนินการบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์ตามการวิเคราะห์ข้อมูล เพื่อปรับปรุงความพร้อมใช้งานและความเสถียรของระบบ นอกจากนี้ O&M อัจฉริยะยังสามารถช่วยให้เราเพิ่มประสิทธิภาพการจัดสรรทรัพยากรและปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมของระบบ

เทคโนโลยีออปติคัลซิลิคอนคาดว่าจะมีการเติบโตสูงเมื่ออัตราเพิ่มขึ้นและการดาวน์ลิงก์ในโหมดเดี่ยวจะเร็วขึ้น ด้วยข้อดีของความเร็วสูง การใช้พลังงานต่ำ และการย่อขนาด เทคโนโลยีออพติคัลซิลิคอนจึงมีบทบาทสำคัญในเทคโนโลยีการเชื่อมต่อโครงข่ายแบบออปติกในสถานการณ์ AI เรามีเหตุผลที่เชื่อได้ว่าเทคโนโลยีออพติคอลซิลิคอนจะมีบทบาทสำคัญในแอปพลิเคชัน AI ในอนาคต

แหล่งที่มาบางส่วน: LightCounting