Korištenje optoelektronske tehnologije pakiranja za rješavanje problema prijenosa velikih količina podataka, prvi dio

Korištenjeoptoelektronskitehnologija zajedničkog pakovanja za rješavanje masovnog prenosa podataka

Potaknuta razvojem računarske snage na viši nivo, količina podataka se brzo širi, posebno novi poslovni promet u podatkovnim centrima, kao što su veliki AI modeli i mašinsko učenje, što potiče rast podataka od kraja do kraja i do korisnika. Ogromne količine podataka potrebno je brzo prenijeti u sve uglove, a brzina prijenosa podataka također se razvila sa 100GbE na 400GbE, ili čak 800GbE, kako bi se uskladila s rastućim potrebama za računarskom snagom i interakcijom podataka. Kako su se brzine linija povećavale, složenost hardvera na nivou ploče se znatno povećala, a tradicionalni I/O nije bio u stanju da se nosi s različitim zahtjevima prijenosa signala velike brzine od ASic-a do prednje ploče. U tom kontekstu, CPO optoelektronsko ko-pakovanje je traženo.

Potražnja za obradom podataka raste, CPOoptoelektronskipažnja na suzaštitu

U optičkom komunikacijskom sistemu, optički modul i AISC (čip za mrežno preključivanje) su odvojeno pakovani, ioptički modulje priključen na prednju ploču prekidača u utičnom režimu. Utični režim nije stranac, a mnogi tradicionalni I/O priključci su povezani u utičnom režimu. Iako je utični režim i dalje prvi izbor na tehničkom putu, utični režim je otkrio neke probleme pri velikim brzinama prenosa podataka, a dužina veze između optičkog uređaja i ploče, gubitak prenosa signala, potrošnja energije i kvalitet biće ograničeni kako se brzina obrade podataka bude trebala dodatno povećati.

Kako bi se riješila ograničenja tradicionalne povezivosti, CPO optoelektronsko ko-pakovanje počelo je da dobija pažnju. Kod ko-pakovane optike, optički moduli i AISC (čipovi za mrežno prebacivanje) su pakovani zajedno i povezani putem električnih veza na kratkoj udaljenosti, čime se postiže kompaktna optoelektronska integracija. Prednosti veličine i težine koje donosi CPO fotoelektrično ko-pakovanje su očigledne, a ostvarena je minijaturizacija i minijaturizacija optičkih modula velike brzine. Optički modul i AISC (čip za mrežno prebacivanje) su centralizovaniji na ploči, a dužina vlakna se može znatno smanjiti, što znači da se mogu smanjiti gubici tokom prenosa.

Prema podacima ispitivanja kompanije Ayar Labs, CPO opto-ko-pakovanje može čak direktno smanjiti potrošnju energije za pola u poređenju sa priključnim optičkim modulima. Prema Broadcomovom proračunu, na priključnom optičkom modulu od 400G, CPO shema može uštedjeti oko 50% u potrošnji energije, a u poređenju sa priključnim optičkim modulom od 1600G, CPO shema može uštedjeti više energije. Centralizovaniji raspored takođe znatno povećava gustinu međusobnih veza, kašnjenje i izobličenje električnog signala će biti poboljšani, a ograničenje brzine prenosa više nije kao kod tradicionalnog priključnog načina.

Druga stvar je cijena. Današnji sistemi umjetne inteligencije, servera i preklopnika zahtijevaju izuzetno visoku gustoću i brzinu, a trenutna potražnja brzo raste. Bez upotrebe CPO ko-pakiranja, potreban je veliki broj vrhunskih konektora za povezivanje optičkog modula, što predstavlja veliki trošak. CPO ko-pakiranje može smanjiti broj konektora i uveliko doprinosi smanjenju BOM-a. CPO fotoelektrično ko-pakiranje je jedini način za postizanje velike brzine, velikog propusnog opsega i male potrošnje energije u mreži. Ova tehnologija pakiranja silicijskih fotoelektričnih i elektroničkih komponenti zajedno čini optički modul što bližim čipu mrežnog preklopnika kako bi se smanjili gubici kanala i diskontinuitet impedancije, značajno poboljšala gustoća međusobne povezanosti i pružila tehnička podrška za veće brzine prijenosa podataka u budućnosti.