Máy tính AI thúc đẩy sự phát triển bộ thu phát quang 800G như thế nào?

Sự bùng nổ của các mô hình AI lớn và các ứng dụng liên quan đã biến sức mạnh tính toán AI trở thành cơ sở hạ tầng quan trọng cho ngành AI. Và sự phát triển của bộ thu phát quang 800G là rất quan trọng để đảm bảo cơ sở hạ tầng truyền thông có thể quản lý việc xử lý và trao đổi dữ liệu nhanh chóng theo yêu cầu của các mô hình AI.

>> Xem thêm các sản phẩm mạng kết nối :  Module quang SFP ; Converter POE công nghiệp

Tăng nhu cầu băng thông

Sự gia tăng lưu lượng truy cập từ đầu đến cuối của người dùng, được thúc đẩy bởi điện toán AI, đã dẫn đến

ho thấy yêu cầu lớn hơn trên thị trường về khả năng cải thiện đồng thời băng thông mạng và hiệu suất thời gian thực. Với nhu cầu băng thông ngày càng tăng, các bộ thu phát quang 800 Gbit/s sẽ dần xuất hiện và dự kiến ​​sẽ triển khai trên quy mô lớn vào năm 2025, chiếm lĩnh thị trường phổ thông nhờ lợi thế về hiệu suất của chúng.

Công nghệ LPO

Công nghệ Quang học cắm dẫn động tuyến tính (LPO) sử dụng phương pháp truyền động tuyến tính, thay thế DSP bằng Bộ khuếch đại Transimpedance (TIA) và DRIVER (chip truyền động) có độ tuyến tính cao và khả năng EQ. Mặc dù DSP cung cấp các chức năng như phục hồi đồng hồ kỹ thuật số và bù tán sắc, cho phép khôi phục tín hiệu với tỷ lệ lỗi thấp hơn nhưng chúng cũng mang lại mức tiêu thụ điện năng và chi phí cao hơn.

So với các giải pháp truyền thống, mô-đun LPO chỉ sử dụng các thành phần tương tự tuyến tính trong giao diện dữ liệu, loại bỏ nhu cầu về kiến ​​trúc DSP. Vì vậy, các mô-đun LPO có thể giảm mức tiêu thụ điện năng và độ trễ của hệ thống khoảng 50% đồng thời làm giảm tỷ lệ lỗi hệ thống và khoảng cách truyền. Điều này rõ ràng là phù hợp để truyền dữ liệu tầm ngắn, băng thông cao, năng lượng thấp và độ trễ thấp trong các trung tâm điện toán Al hiện đại.

Phân loại máy thu phát quang 800G

Có hai cách chính để phân loại bộ thu phát quang 800G, đó là theo cách đóng gói hoặc số lượng kênh của giao diện điện. Về bao bì, chủ yếu có hai loại bộ thu phát quang 800G bao gồm 800G QSFP-DD có thể cắm hệ số dạng nhỏ bốn kênh mật độ kép và 800G OSFP có thể cắm hệ số dạng nhỏ tám kênh .

Nếu phân loại theo số lượng kênh thì chủ yếu có 3 loại:

Bộ thu phát quang PAM4 8×100G

Điều chế PAM4 (Điều chế biên độ xung với bốn cấp độ) cho phép mã hóa nhiều bit trong mỗi ký hiệu, đảm bảo truyền dữ liệu tốc độ cao và hiệu quả qua mạng truyền thông quang học.

Bộ thu phát quang kết hợp 800G

Bộ thu phát quang kết hợp 800G hoạt động trên các nguyên tắc truyền thông kết hợp tiên tiến, điều chỉnh biên độ và pha để truyền dữ liệu hiệu quả. Nó đạt được tốc độ dữ liệu cao thông qua việc phát hiện mạch lạc và các định dạng điều chế phức tạp như QAM.

Trong các ứng dụng thực tế, nó hoạt động ở tốc độ 128 Gbd với điều chế 16QAM, sử dụng bốn cặp DAC và ADC, một tia laser và một cặp bộ thu phát quang, đồng thời có thể sử dụng tia laser có bước sóng cố định trong các mô-đun quang kết hợp của trung tâm dữ liệu để giảm chi phí và mức sử dụng điện năng .

Xu hướng thu phát quang 800G ngày nay

Theo dự báo, các bộ thu phát 800G sẽ dần xuất hiện và được triển khai rộng rãi vào năm 2025, chiếm lĩnh thị trường phổ thông nhờ hiệu suất tốt hơn. Ethernet 800G sẽ trải qua ba xu hướng tăng trưởng chính sau đây trong tương lai:

Di chuyển giải pháp giao diện quang đơn chế độ

Hạn chế về băng thông sợi đa chế độ giới hạn khoảng cách truyền của sợi đa chế độ 100G PAM4 VCSEL+ ở mức 50 mét. Nếu sử dụng sợi OM5, chi phí hệ thống sẽ tăng lên. Vì vậy, tương lai sẽ chứng kiến ​​sự thay đổi hướng tới các giải pháp giao diện quang đơn chế độ, điều này sẽ mang lại lợi ích cho công nghệ SiPh.

Sự xuất hiện của bước sóng đơn 200 Gbit/s

Mặc dù công nghệ EML 112 Gbd đã phát triển nhanh chóng nhưng các nguyên mẫu đã được tạo ra và tài nguyên băng thông 55 GHz vẫn chưa đủ. Bộ điều biến SiPh và lithium niobate màng mỏng dựa trên silicon có nhiều ứng dụng ở mức 200G PAM4.

Mở rộng ứng dụng của các giải pháp công nghệ mạch lạc

Với tốc độ truyền được cải thiện, các giải pháp công nghệ mạch lạc sẽ có thể mở rộng ứng dụng của chúng tới các khoảng cách thấp hơn như 40, 20 và 10 km dựa trên khoảng cách truyền 80 km. Đồng thời, các giải pháp không mạch lạc đang cố gắng phát triển ở khoảng cách rộng hơn.

Tác động của AI đến việc triển khai bộ thu phát quang 800g

Máy chủ AI đóng vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ các mô hình lớn và ứng dụng AI. Những máy chủ này được thiết kế và tối ưu hóa đặc biệt để xử lý nhu cầu tính toán của các nhiệm vụ trí tuệ nhân tạo phức tạp. Và việc triển khai Ethernet 800G là rất quan trọng trong quá trình này. Vậy tại sao 800G lại quan trọng hơn 400G đối với Máy chủ AI?

Tốc độ truyền dữ liệu cao và độ trễ thấp

Các máy chủ AI yêu cầu tốc độ truyền dữ liệu cao và độ trễ thấp, đòi hỏi các bộ chuyển mạch hàng đầu phù hợp với băng thông cơ bản. Ngoài ra, các thiết bị chuyển mạch này có thể yêu cầu dự phòng độ trễ, yêu cầu các mô-đun quang tốc độ cao. Các máy chủ GPU được thiết kế cho các nhiệm vụ học máy chuyên sâu. Nói chung, mỗi máy chủ trong một cụm được cấu hình với GPU hiệu suất cao gấp 4 lần. Để cho phép kết nối liền mạch và xử lý lưu lượng dữ liệu từ nhiều máy chủ, các cổng chuyển mạch hàng đầu của cụm phải hỗ trợ ít nhất 4×800G để duy trì tốc độ và hiệu quả tối ưu trong trao đổi dữ liệu.

Lợi thế hiệu quả chi phí

Chip quang 800G mang lại hiệu quả chi phí và lợi thế kinh tế vượt trội. Họ tận dụng chip EML 100G, trái ngược với 200G/400G sử dụng chip quang 50G. Các tính toán cho thấy, với cùng một tỷ lệ, giá thành của chip quang 100G thấp hơn 30% so với giá của hai chip quang 50G.

Vì vậy, trong giải pháp trung tâm dữ liệu 800G , FS cung cấp hai loại giải pháp với 800G, bao gồm trung tâm dữ liệu 800G được xây dựng mới và nâng cấp từ 400G lên 800G. Các giải pháp này tận dụng tối đa lợi thế ứng dụng của bộ thu phát quang 800g, cho phép triển khai quy mô lớn với chi phí giảm.

Kỷ nguyên của bộ thu phát quang 800G đang đến

Để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về truyền dữ liệu nhanh hơn và hiệu quả hơn, kỷ nguyên của bộ thu phát quang 800G đã đến. Với khả năng băng thông vượt trội, những tiến bộ trong công nghệ LPO và hiệu quả chi phí cao, những bộ thu phát này có tiềm năng biến đổi lĩnh vực AI và tái tạo lại các trung tâm dữ liệu. Việc triển khai các bộ thu phát quang 800G sẽ đưa chúng ta đến gần hơn với việc hiện thực hóa toàn bộ tiềm năng của AI.