LPO и CPO: переосмысление оптических межсоединений для искусственного интеллекта в эпоху центров обработки данных следующего поколения.
Как компания ESOPTIC видит будущее высокоскоростных оптических сетей
По мере стремительного развития инфраструктуры искусственного интеллекта в направлении сетей 800G и 1,6T, индустрия оптической связи вступает в совершенно новую фазу. Традиционные подключаемые оптические модули по-прежнему широко используются, но растущее давление со стороны энергопотребления, тепловых нагрузок и масштабируемости полосы пропускания заставляет архитекторов центров обработки данных переосмыслить проектирование сетей, начиная с кремниевой архитектуры.
Именно поэтому LPO и CPO стали одними из самых актуальных тем в гипермасштабных центрах обработки данных и кластерах искусственного интеллекта.
В компании ESOPTIC мы рассматриваем LPO и CPO не как конкурирующие технологии, а как два важных направления, определяющих будущее оптических межсоединений.
Почему LPO становится ключевой технологией
LPO, сокращение от Linear Pluggable Optics (линейная подключаемая оптика), предназначена для упрощения архитектуры оптического модуля за счет исключения традиционных микросхем DSP. Вместо использования ресурсоемкой встроенной цифровой обработки сигналов, LPO переносит большую часть работы по компенсации сигналов на микросхему коммутатора.
В результате снижается энергопотребление, уменьшается задержка и повышается энергоэффективность сетевой архитектуры.
Для современных кластеров для обучения ИИ, использующих масштабные развертывания графических процессоров, важен каждый ватт. Когда в рамках одной сети ИИ развернуты тысячи оптических каналов связи, снижение энергопотребления на модуль становится чрезвычайно важным.
Это одна из главных причин, почему LPO набирает обороты.
По сравнению с традиционными оптическими модулями на основе цифровой обработки сигналов (DSP), технология LPO обладает рядом преимуществ:
· Сниженное энергопотребление модуля
· Снижение тепловой нагрузки внутри переключателей
· Более низкая задержка сети
· Более высокая плотность портов
· Более простая оптическая архитектура
· Повышение энергоэффективности тканей, созданных с использованием искусственного интеллекта.
Однако LPO также вводит более строгие системные требования.
Поскольку обработка сигнала больше не осуществляется внутри самого модуля, микросхема коммутатора, конструкция печатной платы, качество разъемов и потери в канале становятся более важными факторами. Успешное внедрение LPO требует более тесной координации между поставщиками коммутаторов, поставщиками оптических модулей и системными интеграторами.
В компании ESOPTIC наши инженерные команды продолжают отслеживать развитие экосистем LPO, особенно в области AI Ethernet и высокоплотных облачных сетевых сред.
CPO приближает оптику к кремнию.
В то время как технология LPO улучшает возможности подключаемой оптики, технология CPO выводит оптическую интеграцию на совершенно новый уровень.
CPO, или Co-Packaged Optics (совмещенная упаковка оптических модулей), предполагает интеграцию оптических модулей непосредственно рядом с интегральной схемой коммутатора в одном корпусе. Вместо передачи высокоскоростных электрических сигналов по длинным дорожкам печатной платы к оптике на передней панели, технология CPO значительно сокращает электрический путь.
Эти архитектурные изменения обеспечивают ряд важных преимуществ:
· Снижены потери электрического сигнала
· Улучшенная масштабируемость полосы пропускания
· Повышенная энергоэффективность
· Сниженная задержка
· Более высокая плотность переключения
По мере увеличения пропускной способности коммутаторов поддержание целостности сигнала на длинных электрических дорожках становится все более сложной задачей. Эта проблема станет еще более серьезной в будущих сетях 1,6 Тл и сверхвысокоскоростных сетях.
Именно здесь CPO приобретает стратегическое значение.
Крупнейшие поставщики облачных услуг и компании-производители полупроводников уже вкладывают значительные средства в исследования в области оптоволоконных технологий и развитие экосистемы. В отрасли четко осознается, что будущие сети искусственного интеллекта в конечном итоге потребуют гораздо более глубокой оптико-электрической интеграции.
Тем не менее, CPO не лишена проблем.
Управление тепловым режимом становится более сложным, когда оптические модули и мощные специализированные интегральные схемы размещаются на одной и той же площади корпуса. Также меняется удобство обслуживания, поскольку оптические модули больше не подлежат замене в полевых условиях, как традиционные подключаемые модули.
Кроме того, на скорость крупномасштабного внедрения технологии CPO повлияют производственный выход, проверка надежности и зрелость экосистемы.
В ESOPTIC мы считаем, что отрасль будет двигаться к эре гибридной архитектуры. LPO продолжит ускорять внедрение в кластерах ИИ, где критически важны низкое энергопотребление и низкая задержка, в то время как CPO постепенно будет расширяться внутри коммутационных платформ сверхвысокой плотности.
Будущее оптических межсоединений
Будущие центры обработки данных не будут полагаться на единую оптическую архитектуру.
Традиционные подключаемые оптические модули останутся важными для корпоративных и телекоммуникационных сетей. LPO (Low-Planning Optic) продолжит развиваться в средах искусственного интеллекта и облачных вычислений. Между тем, CPO (Common-Planning Optic), вероятно, станет долгосрочным решением для экстремально высокой плотности полосы пропускания и инфраструктуры искусственного интеллекта следующего поколения.
Для производителей оптической связи приоритетом является уже не только дальность передачи. Настоящая задача – обеспечение более высокой эффективности, снижения энергопотребления, улучшения теплоотвода и масштабируемой полосы пропускания.
В компании ESOPTIC мы продолжаем инвестировать в передовые технологии оптических межсоединений для удовлетворения меняющихся потребностей гипермасштабных центров обработки данных, вычислительных платформ искусственного интеллекта и облачной инфраструктуры следующего поколения.
По мере роста объемов задач, связанных с искусственным интеллектом, LPO и CPO становятся ключевыми технологиями в будущем оптических сетей.
Часто задаваемые вопросы
1. В чём заключается главное преимущество LPO?
Главное преимущество LPO заключается в значительно меньшем энергопотреблении по сравнению с традиционными оптическими модулями на основе DSP.
2. Почему CPO важен для будущих сетей искусственного интеллекта?
Технология CPO помогает снизить потери электрического сигнала и повысить масштабируемость полосы пропускания для сверхскоростных коммутационных платформ искусственного интеллекта.
3. Заменит ли LPO традиционные оптические модули?
Не совсем. Ожидается, что LPO будет сосуществовать с традиционной оптикой на основе DSP для различных сценариев развертывания.
4. Каковы основные проблемы, с которыми сталкивается CPO?
Компания CPO сталкивается с проблемами в области терморегулирования, технологичности производства, технического обслуживания и зрелости экосистемы.
5. Как компания ESOPTIC готовится к разработке LPO и CPO?
Компания ESOPTIC продолжает уделять основное внимание инновациям в области высокоскоростных оптических межсоединений для приложений искусственного интеллекта, облачных вычислений и гипермасштабируемых сетей.
