隨著人工智能(AI)的飛速發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域正迎來一場革命性的變革。這一變革不僅推動著光模塊產(chǎn)業(yè)邁向新的高度,而且為光模塊市場帶來了前所未有的增長機遇。
AI集群的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)正朝著更加高速、低時延、無損的方向發(fā)展,從葉脊結(jié)構(gòu)向胖樹結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。這種變革不僅放大了對高速光模塊的需求,而且使得PCIe 5.0下的H100:800G光模塊與NVLink4.0下的GH200:800G光模塊之比分別達(dá)到了1:2.5與1:9。這種變化意味著光模塊的應(yīng)用將更加廣泛,適用于更多不同的場景和需求。
Part 1
光摩爾定律加速
光通信作為一種高速、高效、可靠的通信方式,正日益成為現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)的核心。而在光通信網(wǎng)絡(luò)中,光模塊則是實現(xiàn)設(shè)備與光纖之間光電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵接口模塊,其在光傳輸網(wǎng)絡(luò)中扮演著至關(guān)重要的角色。
光模塊主要由兩大部分構(gòu)成:光學(xué)器件和輔料。
●?光學(xué)器件包括光芯片和光學(xué)元件組件,約占光模塊成本的70%以上。
●?而輔料則包括外殼、插針、PCB與控制芯片等,占據(jù)了剩余的部分。
光模塊的功能主要包括光發(fā)射和光接收兩個方面。
●?光發(fā)射組件(TOSA)將電信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)速率的調(diào)制光信號,
●?而光接收組件(ROSA)則將光信號轉(zhuǎn)換為電信號,實現(xiàn)光電信號的互相轉(zhuǎn)換。
光模塊廣泛應(yīng)用于電信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心和AI集群等領(lǐng)域。在電信網(wǎng)絡(luò)中,光模塊主要用于固網(wǎng)接入、無線接入以及CWDM/DWDM模塊等場景。而在數(shù)據(jù)中心方面,光模塊則用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)(DCI)等應(yīng)用。特別是在人工智能(AI)驅(qū)動下,光模塊的需求持續(xù)增長,成為算力集群通信能力提升的關(guān)鍵。
隨著信息流量的爆發(fā)式增長,光模塊市場呈現(xiàn)出巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/strong>科技巨頭對AI的持續(xù)投資,以及數(shù)據(jù)中心和AI集群的不斷發(fā)展,進一步推動了光模塊市場的增長。
預(yù)計未來,隨著AI網(wǎng)絡(luò)向多模態(tài)發(fā)展,光模塊的應(yīng)用將進一步擴大,帶寬需求也會進一步提升,為光模塊市場注入新的動力。
Part 2
云計算的發(fā)展
隨著云計算和數(shù)據(jù)上云的飛速發(fā)展,數(shù)據(jù)中心的規(guī)模和復(fù)雜性也在不斷增加,而其中的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演變對光模塊需求產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的變化主要是為了適應(yīng)數(shù)據(jù)流量的急劇增長,而這種變化直接影響了光模塊的數(shù)量和類型。
傳統(tǒng)的三層架構(gòu)已不再適應(yīng)日益增長的數(shù)據(jù)中心流量需求,葉脊架構(gòu)的出現(xiàn)解決了這一問題。葉脊架構(gòu)下,光模塊數(shù)量可高達(dá)數(shù)十倍,以滿足大規(guī)模AI集群對大帶寬、低時延、無損網(wǎng)絡(luò)的需求。智算中心網(wǎng)絡(luò)一般采用無阻塞的Fat-Tree架構(gòu)。
英偉達(dá)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)采用NVLink實現(xiàn)卡間高效互聯(lián)。在其DGX A100 SuperPOD中,每個服務(wù)器配備8張GPU,通過Fat-Tree架構(gòu)進行連接??紤]到服務(wù)器和交換機之間的連接,光模塊的需求可達(dá)到驚人的數(shù)目。
在以GPU為核心的數(shù)據(jù)中心中,GPU與光模塊的關(guān)系非常密切。例如,在GH200集群中,單個GPU對應(yīng)的光模塊數(shù)量可達(dá)到令人矚目的比例。隨著數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)性能的提升,對高速光模塊的需求也在不斷增加。
Meta和Google作為云計算領(lǐng)域的巨頭,其數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和光模塊需求也具有獨特性。Meta的Research SuperCluster項目以及Google的TPU陣列網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)都展現(xiàn)了數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和光模塊需求之間的關(guān)系。數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的演變直接影響了光模塊的數(shù)量和類型。
隨著數(shù)據(jù)中心的不斷發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)性能的提升,對高速、高效的光模塊的需求將持續(xù)增加。光模塊作為數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分,將繼續(xù)發(fā)揮著關(guān)鍵的作用,支撐著數(shù)據(jù)中心的穩(wěn)定運行和信息流量的高效傳輸。
小結(jié)
光模塊作為現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵器件,為信息時代的發(fā)展提供了強大的支撐。隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新和市場需求的持續(xù)增長,光模塊的前景將更加廣闊。
我們期待著光模塊在未來通信領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用,為人類的通信帶來更加便捷、高效的體驗。
審核編輯:黃飛
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