Optoelektronik eş paketleme teknolojisini kullanarak büyük veri iletimi sorununu çözmek, Birinci Bölüm

KullanarakoptoelektronikBüyük veri iletimi sorununu çözmek için ortak paketleme teknolojisi

Yüksek işlem gücünün gelişmesiyle birlikte veri miktarı hızla artmaktadır; özellikle yapay zeka büyük modelleri ve makine öğrenimi gibi yeni veri merkezi iş trafiği, uçtan uca ve kullanıcılara doğru veri akışının büyümesini teşvik etmektedir. Büyük miktarda verinin her yöne hızlı bir şekilde aktarılması gerekmektedir ve veri iletim hızı da artan işlem gücü ve veri etkileşim ihtiyaçlarına uyacak şekilde 100 GbE'den 400 GbE'ye, hatta 800 GbE'ye kadar gelişmiştir. Hat hızlarının artmasıyla birlikte, ilgili donanımın kart seviyesindeki karmaşıklığı büyük ölçüde artmış ve geleneksel G/Ç, ASIC'lerden ön panele yüksek hızlı sinyallerin iletilmesinin çeşitli taleplerini karşılayamaz hale gelmiştir. Bu bağlamda, CPO optoelektronik ortak paketleme (co-packaging) arayışı ortaya çıkmıştır.

Veri işleme talebinde artış, CPOoptoelektronikortak mühür dikkat

Optik iletişim sisteminde, optik modül ve AISC (Ağ anahtarlama çipi) ayrı ayrı paketlenir veoptik modülBu cihaz, takılabilir modda anahtarın ön paneline takılır. Takılabilir mod yabancı bir şey değil ve birçok geleneksel G/Ç bağlantısı takılabilir modda bir araya getiriliyor. Takılabilir mod teknik açıdan hala ilk tercih olsa da, yüksek veri hızlarında bazı sorunlar ortaya çıkardı ve optik cihaz ile devre kartı arasındaki bağlantı uzunluğu, sinyal iletim kaybı, güç tüketimi ve kalite, veri işleme hızının daha da artmasıyla kısıtlanacaktır.

Geleneksel bağlantı kısıtlamalarını çözmek amacıyla, CPO optoelektronik ortak paketleme dikkat çekmeye başladı. Ortak paketlenmiş optiklerde, optik modüller ve AISC (Ağ anahtarlama çipleri) birlikte paketlenir ve kısa mesafeli elektriksel bağlantılarla bağlanarak kompakt optoelektronik entegrasyon sağlanır. CPO fotoelektrik ortak paketlemenin getirdiği boyut ve ağırlık avantajları açıktır ve yüksek hızlı optik modüllerin minyatürleştirilmesi ve küçültülmesi gerçekleştirilir. Optik modül ve AISC (Ağ anahtarlama çipi) kart üzerinde daha merkezi hale getirilir ve fiber uzunluğu büyük ölçüde azaltılabilir, bu da iletim sırasındaki kayıpların azaltılabileceği anlamına gelir.

Ayar Labs'ın test verilerine göre, CPO opto-eş paketleme, takılabilir optik modüllere kıyasla güç tüketimini doğrudan yarıya indirebiliyor. Broadcom'un hesaplamalarına göre, 400G takılabilir optik modülde CPO şeması güç tüketiminde yaklaşık %50 tasarruf sağlarken, 1600G takılabilir optik modülle karşılaştırıldığında CPO şeması daha da fazla güç tasarrufu sağlıyor. Daha merkezi yerleşim, bağlantı yoğunluğunu büyük ölçüde artırarak elektrik sinyalinin gecikmesini ve bozulmasını iyileştiriyor ve geleneksel takılabilir moddaki gibi iletim hızı kısıtlamasını ortadan kaldırıyor.

Bir diğer nokta ise maliyettir. Günümüzün yapay zekâ, sunucu ve anahtarlama sistemleri son derece yüksek yoğunluk ve hıza ihtiyaç duymaktadır ve mevcut talep hızla artmaktadır. CPO (fotoelektrik optik) birlikte paketleme kullanılmadan, optik modülü bağlamak için çok sayıda yüksek kaliteli konektöre ihtiyaç duyulur ki bu da büyük bir maliyettir. CPO birlikte paketleme, konektör sayısını azaltarak malzeme listesini (BOM) önemli ölçüde azaltır. CPO fotoelektrik birlikte paketleme, yüksek hız, yüksek bant genişliği ve düşük güç tüketimine sahip ağlar elde etmenin tek yoludur. Silikon fotoelektrik bileşenleri ve elektronik bileşenleri birlikte paketleyen bu teknoloji, optik modülü ağ anahtarlama çipine mümkün olduğunca yakın hale getirerek kanal kaybını ve empedans süreksizliğini azaltır, bağlantı yoğunluğunu büyük ölçüde artırır ve gelecekte daha yüksek hızlı veri bağlantısı için teknik destek sağlar.