Uporaba optoelektronske tehnologije sopakiranja za rešitev množičnega prenosa podatkov, prvi del

Uporabaoptoelektronskitehnologija sopakiranja za rešitev prenosa velikih količin podatkov

Zaradi razvoja računalniške moči na višjo raven se količina podatkov hitro povečuje, zlasti novi poslovni promet v podatkovnih centrih, kot so veliki modeli umetne inteligence in strojno učenje, spodbuja rast podatkov od konca do konca in do uporabnikov. Ogromne količine podatkov je treba hitro prenesti v vse smeri, hitrost prenosa podatkov pa se je prav tako razvila s 100 GbE na 400 GbE ali celo 800 GbE, da bi se prilagodila naraščajočim potrebam po računalniški moči in interakciji podatkov. Z naraščanjem hitrosti linij se je močno povečala kompleksnost strojne opreme na ravni plošče, tradicionalni V/I pa se ni mogel spopasti z različnimi zahtevami prenosa visokohitrostnih signalov iz ASIC-ov na sprednjo ploščo. V tem kontekstu je iskano optoelektronsko sopakiranje CPO.

Povpraševanje po obdelavi podatkov narašča, CPOoptoelektronskipozornost so-pečata

V optičnem komunikacijskem sistemu sta optični modul in AISC (čip za omrežno preklapljanje) pakirana ločeno.optični modulje priključen na sprednjo ploščo stikala v vtičnem načinu. Vtični način ni neznanka in številne tradicionalne V/I povezave so povezane v vtičnem načinu. Čeprav je vtični način še vedno prva izbira na tehnični poti, je vtični način razkril nekaj težav pri visokih hitrostih prenosa podatkov, dolžina povezave med optično napravo in tiskanim vezjem, izguba prenosa signala, poraba energije in kakovost pa bodo omejeni, saj bo treba hitrost obdelave podatkov še povečati.

Da bi rešili omejitve tradicionalne povezljivosti, je začelo pozornost pritegovati sopakiranje optoelektronskih vezij CPO. Pri sopakirani optiki so optični moduli in omrežni preklopni čipi (AISC) pakirani skupaj in povezani prek električnih povezav na kratki razdalji, s čimer se doseže kompaktna optoelektronska integracija. Prednosti velikosti in teže, ki jih prinaša sopakiranje fotoelektričnih vezij CPO, so očitne, prav tako pa se uresničuje miniaturizacija in miniaturizacija visokohitrostnih optičnih modulov. Optični modul in omrežni preklopni čip (AISC) sta bolj centralizirana na plošči, dolžina vlaken pa se lahko močno zmanjša, kar pomeni, da se lahko zmanjšajo izgube med prenosom.

Glede na testne podatke podjetja Ayar Labs lahko opto-co-package CPO celo neposredno zmanjša porabo energije za polovico v primerjavi z vtičnimi optičnimi moduli. Po izračunih podjetja Broadcom lahko shema CPO pri vtičnem optičnem modulu 400G prihrani približno 50 % porabe energije, v primerjavi s vtičnim optičnim modulom 1600G pa lahko shema CPO prihrani več energije. Bolj centralizirana postavitev močno poveča tudi gostoto medsebojnih povezav, izboljša se zamuda in popačenje električnega signala, omejitev hitrosti prenosa pa ni več kot pri tradicionalnem vtičnem načinu.

Druga točka so stroški. Današnji sistemi umetne inteligence, strežniki in stikala zahtevajo izjemno visoko gostoto in hitrost, trenutno povpraševanje pa hitro narašča. Brez uporabe CPO-pakiranja je za povezavo optičnega modula potrebno veliko število vrhunskih konektorjev, kar je velik strošek. CPO-pakiranje lahko zmanjša število konektorjev in je prav tako pomemben del zmanjšanja BOM-a. CPO-pakiranje fotoelektričnih komponent je edini način za doseganje visoke hitrosti, visoke pasovne širine in nizke porabe energije omrežja. Ta tehnologija pakiranja silicijevih fotoelektričnih komponent in elektronskih komponent omogoča, da je optični modul čim bližje čipu omrežnega stikala, kar zmanjša izgubo kanalov in prekinitev impedance, močno izboljša gostoto medsebojnih povezav in zagotovi tehnično podporo za prihodnje hitrejše podatkovne povezave.