In der heutigen schnelllebigen Welt hat der Bedarf an Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung ein beispielloses Ausmaß erreicht. Das Aufkommen von KI-Anwendungen und großen Modellen hat die Rechenleistung zu einer Schlüsselinfrastruktur in der KI-Branche gemacht. Da die Nachfrage nach schnellerer Kommunikation weiter steigt, sind optische Hochgeschwindigkeitsmodule zu einem wichtigen Bestandteil von Servern für künstliche Intelligenz geworden. Dieser Artikel wirft einen detaillierten Blick auf die Entwicklung optischer 800G-Module und ihr enormes Potenzial im Zeitalter der künstlichen Intelligenz.
01 Die Entwicklung der optischen 800G-Module
Das optische Modul übernimmt die Aufgabe, fotoelektrische Signale in Netzwerkverbindungen umzuwandeln. Es ist für die Umwandlung elektrischer Signale in optische Signale auf der Sendeseite und die anschließende Umwandlung der optischen Signale in elektrische Signale auf der Empfangsseite nach der Übertragung über optische Fasern verantwortlich.
Mit der Entwicklung und Integration optoelektronischer Geräte verbessern sich deren Leistung und Übertragungsbandbreite weiter, und optische Module erfordern höhere Übertragungsraten und kleinere Größen, um sich an unterschiedliche Nutzungsszenarien anzupassen. Auch die Verpackungsmethoden entwickeln sich ständig weiter. Kleinere Gehäuse und geringerer Stromverbrauch bedeuten, dass optische Module eine höhere Portdichte auf Switches haben und die gleiche Leistung mehr optische Module antreiben kann.
Steigende Bandbreitenanforderungen
Der Anstieg der Bandbreitenanforderungen hatte erhebliche Auswirkungen auf optische Hochgeschwindigkeitsmodule. Mit dem kontinuierlichen Aufkommen neuer Technologien und der Nachfrage nach groß angelegter Datenübertragung können herkömmliche optische 100G-, 200G- und 400G-Module die Marktnachfrage nicht mehr vollständig decken. Um den wachsenden Bandbreitenbedarf zu decken, werden optische 800G-Module immer beliebter.
Wachstum der LPO-Technologie
Im Zeitalter der optischen 800G-Module sticht die LPO-Technologie (Linear Drive Pluggable Optics) hervor. LPO nutzt lineare analoge Komponenten in der Datenverbindung, sodass kein komplexes CDR- oder DSP-Design erforderlich ist. Im Vergleich zu DSP-Lösungen reduziert LPO den Stromverbrauch und die Latenz erheblich und eignet sich daher ideal für die Datenverbindungsanforderungen von KI-Rechenzentren mit kurzer Distanz, hoher Bandbreite, geringem Stromverbrauch und geringer Latenz. Da Cloud-Service-Anbieter ihre Rechenressourcen erweitern, wird erwartet, dass LPO-Lösungen, einschließlich 800G-LPO, erhebliche Marktanteile erobern.
02 Verpackung des optischen 800G-Moduls
Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Technologie hat sich die Verpackungsform optischer Module erheblich weiterentwickelt. Von der frühen GBIC-Verpackung über kleinere SFP-Verpackungen bis hin zur heutigen 800G QSFP-DD- und OSFP-Verpackung. Dieser Entwicklungstrend spiegelt nicht nur die kontinuierliche Verbesserung der Geschwindigkeit optischer Module wider, sondern zeigt auch den Fortschritt in Richtung Miniaturisierung und Hot-Swap-Fähigkeit. Die Anwendungsszenarien optischer 800G-Module werden immer umfangreicher und decken mehrere Bereiche wie Ethernet, CWDM/DWDM, Steckverbinder, Fibre Channel und kabelgebundenen/drahtlosen Zugang ab.
800G QSFP-DD-Formfaktor:
Steckbares Hochgeschwindigkeitsmodul mit doppelter Dichte und vier Kanälen und kleinem Formfaktor. QSFP-DD ist derzeit das bevorzugte Paket für optische 800G-Module und ermöglicht es Rechenzentren, bei Bedarf effizient zu wachsen und die Cloud-Kapazität zu erweitern. Das QSFP-DD-Modul verwendet eine 8-Kanal-elektrische Schnittstelle mit einer Rate von bis zu 25 Gbit/s (NRZ-Modulation) oder 50 Gbit/s (PAM4-Modulation) pro Kanal und bietet Aggregationslösungen bis zu 200 Gbit/s oder 400 Gbit/s. S.
Vorteile von 800G QSFP-DD:
1. Es ist abwärtskompatibel und mit QSFP+/QSFP28/QSFP56 QSFP-Verpackungen kompatibel.
2. Verwendet einen 2×1 gestapelten integrierten Käfigverbinder, der Käfigverbindersysteme mit einfacher und doppelter Höhe unterstützen kann.
3. Über SMT-Anschlüsse und 1xN-Käfig werden mindestens 12 Watt Wärmekapazität pro Modul erreicht. Eine höhere Wärmekapazität kann die Anforderungen an die Wärmeableitungsfunktion des optischen Moduls verringern und dadurch einige unnötige Kosten reduzieren.
4. Beim Design von QSFP-DD hat die MSA-Arbeitsgruppe die Flexibilität der Benutzernutzung umfassend berücksichtigt und ein ASIC-Design übernommen, das mehrere Schnittstellenraten unterstützt und abwärtskompatibel ist (kompatibel mit QSFP+/QSFP28), wodurch die Portkosten und der Geräteeinsatz reduziert werden Kosten.
800G OSFP-Formfaktor:
OSFP ist ein neuer Typ eines optischen Moduls, viel kleiner als CFP8, aber etwas größer als QSFP-DD. Es verfügt über 8 elektrische Hochgeschwindigkeitskanäle. Jedes 1U-Frontpanel unterstützt weiterhin 32 OSFP-Ports. Mit integriertem Kühlkörper kann die Wärmeableitung erheblich verbessert werden. Leistung.
Vorteile von 800G OSFP:
1. Das OSFP-Modul ist mit 8 Kanälen ausgelegt und unterstützt direkt einen Gesamtdurchsatz von bis zu 800 G, wodurch eine höhere Bandbreitendichte erreicht wird.
2. Da die OSFP-Verpackung mehr Kanäle und höhere Datenübertragungsraten unterstützt, kann sie eine höhere Leistung und längere Übertragungsentfernungen bieten.
3. OSFP-Module verfügen über ein hervorragendes Wärmeableitungsdesign und können einen höheren Stromverbrauch bewältigen.
4.OSFP ist darauf ausgelegt, in Zukunft höhere Tarife zu unterstützen. Aufgrund der größeren Größe des OSFP-Moduls ist es möglich, einen höheren Stromverbrauch und damit höhere Raten, beispielsweise 1,6T oder höher, zu unterstützen.
Vergleich der Erscheinungsparameter von optischen 800G-Modulen:
QSFP-DD wird normalerweise in Telekommunikationsanwendungen bevorzugt, und OSFP eignet sich besser für Rechenzentrumsumgebungen. Die Hauptunterschiede zwischen den beiden sind:
1) Größe: OSFP-Größe ist etwas größer
2) Stromverbrauch: Der Stromverbrauch von OSFP ist etwas höher als der von QSFP-DD.
3) Kompatibilität: QSFP-DD ist perfekt kompatibel mit QSFP28 und QSFP+, während OSFP nicht kompatibel ist.
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