释放下一代连接能力:800G 光模块的兴起
在如今高速发展的世界,对高速数据传输的需求达到了新的高度。随着人工智能应用和大规模模型的出现,如ChatGPT,算力已经成为人工智能产业的关键基础设施。为了满足超级计算对更高速率通信的需求,高速光模块逐渐成为 AI 服务器的关键组成部分。本文将深入探讨 800G 光模块 的突破性进展及其在 AI 时代所展现的巨大潜力。
800G光模块的演进
不断增长的带宽需求
随着带宽需求的持续扩大,高速光模块也在不断演进。新兴技术的普及以及大规模数据传输的需求,使得传统的100G 、200G 、400G 光模块不能完全满足市场需求。因此,发展800G光模块成为当前的必然趋势。
释放LPO技术的潜力
在 800G 光模块时代,线性驱动可插拔光学(LPO)技术是一种很有潜力的解决方案。LPO 在数据链路中采用线性模拟元件,无需依赖复杂的 CDR 或 DSP 设计。与 DSP 解决方案相比,LPO 能够大幅降低功耗和延迟,成为满足 AI 计算中心短距离、高带宽、低功耗和低延迟数据连接需求的理想选择。随着云服务提供商不断扩展其计算资源,包括 800G LPO 在内的 LPO 解决方案有望在未来占据重要的市场份额。
800G以太网的电光接口架构
研究表明,通过匹配电接口和光接口的单波长速度,可以优化光模块的架构设计,从而有效降低功耗和成本。例如,8×100 Gbit/s光模块在与单波长100 Gbit/s电接口搭配时,能实现性能优化;而 4×200 Gbit/s 光模块与单波长 200 Gbit/s 电接口搭配良好。在 800G 光模块的封装方面,可以采用诸如双密度四通道小型可插拔(800G QSFP-DD)和八通道小型可插拔(800G OSFP)等不同形式。更多关于800G QSFP-DD请参阅:QSFP-DD封装有何优势?800G光模块是否会沿用QSFP-DD封装?
800 Gbit/s光模块有三种主要的光接口架构:
8×100 Gbit/s PAM4光模块
该光模块的工作速率为 53 Gbd,采用 8 对数模转换器(DAC)和模数转换器(ADC),以及 8 个激光器、光收发器和一对 8 通道粗波分复用 (CWDM)或 LAN-WDM 多路复用器和解复用器。
4×200 Gbit/s PAM4光模块
该光模块的工作速率为 106 Gbd,采用四对 DAC 和 ADC、四对光收发器(包括四对激光器)以及一对 4 通道 CWDM 或 LAN-WDM 多路复用器和解复用器 。
800 Gbit/s 相干光模块
该光模块以 128 Gbd 和 16QAM 调制速率运行,采用四对 DAC 和 ADC、一个激光器和一对光收发器。此外,数据中心相干光模块通过集成固定波长激光器,有效降低了成本和功耗。
800G光模块的发展趋势
800G光模块的发展仍处于早期阶段,并将在未来五年内持续发展。主要趋势包括:
单模迁移:
由于多模光纤存在带宽限制,100Gbit/s PAM4 VCSEL(垂直腔面发射激光器)传输距离限制在50米以内。为了克服这一难题,业界正逐步转向采用单模光接口解决方案。得益于硅光子(SiPh)技术的发展,高速传输领域有了更为可靠的选择。
单波长 200 Gbit/s 的到来:
虽然 112 Gbd EML(电吸收调制激光器)技术取得了快速发展,但 55 GHz 带宽资源的可用性仍受到限制。未来,随着硅光子调制器和硅基薄膜铌酸锂技术的发展,有望实现200 Gbit/s的单波长解决方案。
连贯迁移
相干公司技术解决方案覆盖范围正从现有的80km向更短的距离(40、20和10km)靠近,同时非相干解决方案也将覆盖范围延伸至更远距离。相比PAM4技术,相干公司解决方案凭借仅需一个激光器、调制器和接收器的优势,在成本上更具竞争力。尽管800 Gbit/s的复杂性较高,但这些器件仍能降低系统成本,确保PAM4在市场竞争中的地位。关于相干和PAM4传输之间的竞争,我们仍需要持续关注以确定结果。
铝对800G光模块部署的影响
为什么 800G 比 400G 对 Al 服务器更重要?
首先,AL服务器对数据传输速率和延迟有较高要求,需要与底层带宽相匹配的架顶式交换机。此外,这些交换机可能还需要具备延迟冗余特性,这就要求使用高速光模块实现。例如,NVIDIA DGX H100 服务器配备了 8* H100 GPU 模块,其中每个 GPU 需要 2* 200G 光模块。因此,每台服务器至少需要 16* 200G 模块,相应的架顶式交换机端口至少需要 4* 800G,以确保服务器与交换机之间的顺畅数据传输。
其次,800G光芯片具有更高的成本效益和经济效益。它们采用 100G EML 芯片,而 200G/400G 使用 50G 光学芯片。计算表明,在相同的速率下,100G光芯片的成本比两个50G光芯片的成本低30%。
然而,需要注意的是,400G光模块在行业中仍然具有重要地位。虽然它们的速度无法与 800G 光模块相提并论,但与旧技术相比,它们提供了显著的带宽提升,这使得它们成为许多组织的经济高效的解决方案。此外,某些应用可能不需要 800G 以太网的全部功能,因此 400G 以太网是更实用的选择。
400G/800G 光模块
飞速(FS) 为金融、医疗、教育、政府和电信等各行各业的客户提供高速光网络产品和完整的 HPC 网络解决方案。为了提供最新的光连接解决方案,飞速(FS)在其官方网站上推出了400G和800G光模块产品。
数据速率 | PN | 产品规格 |
---|---|---|
400G 光模块 | OSFP-SR4-400G-FL | NVIDIA InfiniBand 兼容 OSFP 400G SR4 PAM4 850nm 50m DOM 双 MPO-12/APC NDR MMF 光模块,平顶 |
OSFP-DR4-400G-FL |
NVIDIA InfiniBand 兼容 OSFP 400G DR4 PAM4 1310nm 500m DOM MPO-12/APC NDR SMF 光模块,平顶
|
|
OSFP-SR8-800G |
NVIDIA InfiniBand MMA4Z00-NS 兼容 OSFP 800G SR8 PAM4 2x SR4 850nm 50m DOM 双 MPO-12/APC NDR MMF 光模块,散热片顶部
|
|
800G 光模块 | OSFP-DR8-800G |
NVIDIA InfiniBand MMS4X00-NM 兼容 OSFP 800G DR8 PAM4 2x DR4 1310nm 500m DOM 双 MPO-12/APC NDR SMF 光模块,散热片顶部
|
OSFP-2FR4-800G |
NVIDIA InfiniBand MMS4X50-NM 兼容 OSFP 800G 2FR4 PAM4 1310nm 2km DOM 双 LC 双工 NDR SMF 光模块,散热片顶部
|
随着对更快、更高效数据传输的需求日益增长,800G光模块的时代已经到来。凭借其卓越的带宽能力和 LPO 技术的进步,这些光模块将彻底变革人工智能行业,重塑数据中心。部署800G光模块使我们更加接近充分发挥AI潜力的目标。
相关文章推荐
邮箱地址
-
Cat5e、Cat6、Cat6a和Cat7网线有什么区别?哪个更好?
2020年08月21日
-
一文带你了解SFP、SFP+、SFP28、QSFP+和QSFP28之间的区别
2024年04月13日
-
OM1、OM2、OM3、OM4和OM5多模光纤有什么区别?
2021年11月24日
-
SFP端口是什么?有什么作用?可以接RJ45吗?
2020年09月15日
-
QSFP-DD封装有何优势?800G光模块是否会沿用QSFP-DD封装?
2020年10月16日