„Der vielversprechendste Technologieweg im KI-Zeitalter', nach CPO kommt wieder LPO

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Basierend auf der CPO-Logik ist der Markt zuvor aus großen Bullenaktien wie Cambridge Technology, Zhongji InnoLight und Liant Technology hervorgegangen.

Laut dem neuesten Forschungsbericht von Guosheng Securities wurde eine neue Unterabteilung LPO von Xinguang Communications entdeckt. Man geht davon aus, dass 800G LPO der vielversprechendste Technologieweg im KI-Zeitalter ist.

Was ist LPO?

Laut dem Forschungsbericht von Guosheng Securities wird LPO (steckbares optisches Modul mit linearem Antrieb) hauptsächlich im Bereich optischer Hochgeschwindigkeitsmodule verwendet. Es ersetzt den herkömmlichen DSP durch lineare Direktantriebstechnologie, um die Vorteile einer Reduzierung des Stromverbrauchs zu erzielen Verzögerung im System. Allerdings gehen die Bitfehlerrate und die Übertragungsentfernung verloren, und diese Technologie eignet sich für Übertragungsszenarien über kurze Entfernungen wie Rechenzentren.

LPO ist die Verpackungsform von steckbaren Modulen. Es wird hauptsächlich zur Reduzierung des Stromverbrauchs verwendet, jedoch nicht im Rahmen der steckbaren optischen Modularchitektur. Dabei wird das Modul in die Nähe des Schalterchips und in das Innere des Schaltergeräts bewegt.

Es hieß, dass die LPO-Technologie die folgenden Vorteile hat:

1) Geringer Stromverbrauch. Der LPO-Stromverbrauch ist 50 % niedriger als der von steckbaren optischen Modulen und liegt nahe am CPO. Wie in der folgenden Abbildung dargestellt, wird nach Einführung der Linearantriebslösung der Stromverbrauch von Siliziumphotonik, VCSEL und Dünnschicht-Lithiumniobat um etwa 50 % reduziert.

Laut Macom-Daten kann der Stromverbrauch von optischen 800G-Multimode-Modulen mit DSP-Funktionen 13 W überschreiten, während der Stromverbrauch von optischen 800G-Multimode-Modulen mit MACOM PURE DRIVE-Technologie weniger als 4 W beträgt, was einer Reduzierung um 70 % entspricht. Ein geringer Stromverbrauch spart nicht nur Strom, sondern reduziert auch die von Komponenten innerhalb des Moduls erzeugte Wärme.

2) Geringe Latenz. Nach dem Entfernen des DSP-Chips verkürzt das System die Zeit für die Signalwiederherstellung und die Verzögerung wird erheblich reduziert. Die DSP/Retiming-Funktion erhöht die Verzögerung. Am Beispiel der MACOM PURE DRIVE-Technologie kann das optische LPO-Modul durch die Verwendung eines Signalserialisierungsschemas eine Verzögerungszeit im Pikosekundenbereich erreichen.

3) Geringe Kosten. Unter den optischen 400G-Modulen machen die Stücklistenkosten für DSP-Treiber und TIA etwa 20 bis 40 % aus. Daher sind die Kosten etwas höher als bei der LPO-Lösung Reduzieren Sie die Kosten für optische Module erheblich.

4) Hot-Swap-fähig. Im Vergleich zu CPO verändert LPO die Verpackungsform des optischen Moduls nicht wesentlich. Es verwendet steckbare Module für eine einfache Wartung und kann vorhandene ausgereifte Technologien vollständig nutzen.

Guosheng Securities wies darauf hin, dass der Halbleiterhersteller Macom die LPO-Lösung MACOM PURE DRIVE herausgebracht hat, die im Vergleich zur Standard-DSP-Architektur die folgenden Vorteile bietet: 1) Reduziert den Stromverbrauch der optischen Verbindung um mehr als 50 % 2) Minimiert die Verbindungsverzögerung, Maschine Lernen und Anwendungen der künstlichen Intelligenz sind von entscheidender Bedeutung. 3) Eliminiert kostspielige und redundante Signal-Retiming-Module. 4) Vereinfacht die Modulimplementierung. 6) Reduziert den Platzbedarf Designanforderungen; 7) Erweiterbar auf 1,6T Rate.

Die explosionsartige Nachfrage nach KI-Rechenleistung treibt den Anstieg des Volumens optischer 800G-Module voran

Guosheng Securities wies darauf hin, dass mit der Entwicklung der KI-Technologie große Modelle, große Datenmengen und große Rechenleistung zunehmend zu den zentralen Einschränkungen für AIGC-Anwendungen geworden seien. Große Modelle und Datensätze bilden die Softwaregrundlage für die AIGC-Entwicklung, und Rechenleistung ist die wichtigste Infrastruktur. KI basiert hauptsächlich auf parallelem Rechnen und der Kernprozessor ist hauptsächlich eine GPU. Allerdings werden neben der GPU-Leistung auch Kommunikationsfaktoren zu einem Mangel, der das Supercomputing einschränkt. Solange es zu einer Netzwerküberlastung auf einer Verbindung kommt geschehen.

Daher stellen KI-Server sehr strenge Anforderungen an die zugrunde liegende Datenübertragungsrate und -verzögerung und erfordern eine schnelle optische Modulanpassung. Daher besteht bei KI-Servern eine große Nachfrage nach optischen 800G-Modulen.

Nehmen Sie den NVIDIA DGX H100-Server als Beispiel. In der H100+NVLink-Netzwerk+IB-Architektur entspricht ein Server 5+4+4+5 externen 4xNVLink-Kanälen, also 18 800G optischen Ports, 36 800G oder einem H100 Bei dieser Architektur erfordert der für die Speicherverbindung verwendete Teil 4,5 optische 800G-Module.

Guosheng Securities erklärte, dass die LPO-Technologie vor dem oben genannten Hintergrund die vielversprechendste Lösung im 800G-Zeitalter sei. Da sich DSP-Chips vom 7-nm-Prozess zum 5-nm-Prozess weiterentwickeln, sind auch die Design- und Herstellungskosten von DSP-Chips gestiegen. Die LPO-Lösung entfernt den DSP-Chip im optischen Modul, was den Stromverbrauch und die Verzögerung erheblich reduzieren kann und Kostenvorteile bietet. Die Mängel der Systembitfehlerrate und der kurzen Übertragungsentfernung können auch in Anwendungsszenarien des KI-Computings über kurze Entfernungen behoben werden Zentren bilden. Daher kann die LPO-Lösung die Anforderungen von KI-Rechenzentren hinsichtlich kurzer Entfernung, großer Bandbreite, geringem Stromverbrauch und geringer Latenz in hohem Maße erfüllen.

Die Industrie wird voraussichtlich bis Ende 2024 in Massenproduktion produzieren.

Guosheng Securities gab an, dass LPO als neue Technologie voraussichtlich bis Ende 2024 in Massenproduktion hergestellt wird. LightCounting prognostiziert außerdem, dass die Branche bis Ende 2024 erstmals optische LPO-Module einsetzen wird.

Derzeit haben Xinyi Sheng, Cambridge Technology usw. verwandte Produkte herausgebracht, Zhongji InnoLight verfügt über technische Reserven und Produktentwicklung und Hisense Broadband hat ein optisches 800G-Linearverbindungskabel auf den Markt gebracht. TIA- und Treiberchips mit hoher Linearität sind die Kernkomponenten der LPO-Technologie. Derzeit fördern auch große Anbieter wie Macom, Semtech und Broadcom die Forschung und Entwicklung verwandter Produkte. Cambridge Technology arbeitet derzeit intensiv mit Macom zusammen und liefert optische Hochgeschwindigkeitsmodule an Microsoft.

Guosheng Securities geht davon aus, dass nordamerikanische Cloud-Anbieter die Rechenressourcen aktiv erweitern und Microsoft, Meta, AWS und Google in Zukunft möglicherweise schrittweise die LPO-Lösung akzeptieren.

Er wies auch darauf hin, dass die LPO-Lösung mit Switches zusammenarbeiten muss, was von den Herstellern optischer Module höhere Anforderungen an die vor- und nachgelagerte Zusammenarbeit und Zusammenarbeit in der Branche erfordert Xinyisheng wird leistungsfähiger sein.

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