天博综合体育中国官方网站时代的Datacom创新

下一代数据中心的人工智能和机器学习中的创新能力。

DR。朱莉·谢里登(Julie Sheridan Eng)

首席技术官

 

2023年6月23日coherent

天博综合体育中国官方网站 ERA

在收发器的世界中,变化是唯一的常数 - 由于人工智能的进步,我们正处于逐步变化的早期。

我刚刚与Finisar/II-VI/Coohent达到了20周年。  众所周知,Finisar(现在连贯)是一位先驱可插的收发器如此之多,以至于Finisar的名字几乎与收发器同义。

从电信网络到企业数据中心再到Web 2.0 HyperScalers,由于主要市场驱动因素的进化和革命性变化,在过去的二十年中发生了很多变化。

今天,我们看到了另一个主要的市场过渡,即人工智能(天博综合体育中国官方网站)和机器学习(ML)的急剧增长。 这些应用程序将定义光学收发器故事中的下一章 - 我们已经在这里写的一章。

这是一个重要的故事,因为收发器是我们所生活的现代世界的重要部分。光纤每天的网络和收发器。

一个简单的示例是使用搜索引擎。  您是否曾经考虑过在键入搜索查询与获得结果时会发生什么?  平均搜索查询将数百英里到达数据中心,然后返回光纤网络。  在数据中心内,一个搜索查询使用数百台计算机检索答案。  这些计算机使用光纤共联网。  光学收发器执行将电信号转换为光学信号并再次返回的重要功能。  因此,如果您今天进行了搜索,则使用光纤网络,很可能会在连贯的收发器上传播信号。

 

为什么天博综合体育中国官方网站创新需要网络创新

让我们从市场的角度开始。

我敢肯定,我们大多数人已经从Open天博综合体育中国官方网站,Google的Bard或Microsoft的Bing读过或使用了Chatgpt。  实际上,Open天博综合体育中国官方网站的Chatgpt被称为历史上增长最快的应用程序,仅在两个月内吸引了1亿用户。

但是这与收发器有什么关系,您可能会问?

天博综合体育中国官方网站必须在现有数据集上进行训练,该数据集可能包含数十亿个参数。这需要大量的计算功率,该计算功率分布在数万个处理器上。  为了满足这些新要求,数据中心从根本上进行了研究和添加专门用于天博综合体育中国官方网站和ML的服务器和网络设备。

网络的前端(1级)仍然是连接到叶/顶部式(TOR)开关的脊柱开关的传统体系结构。  网络的新加速计算部分(0级或后端),由天博综合体育中国官方网站/ML服务器和加速计算设备组成,将螺栓与传统的计算和存储一起螺栓固定在传统网络上。  该网络中的所有级别都使用了包括收发器在内的光学互连。  

 

天博综合体育中国官方网站/ML服务器

天博综合体育中国官方网站/ML服务器及其连接结构,以及传统计算和存储服务器的连接,增加了数据中心中的光学链接的数量。

 

收发器的速度对于网络的性能至关重要。  解决天博综合体育中国官方网站和ML的网络变化正在驱使我们和行业中的其他人以比以往任何时候都更快地引入更高速度的收发器。  仅20年前,光学收发器的最高数据速率是10克。  如今,Coohent Datacom收入中有50%以上是由200G和更高的数据速率收发器产生的。  在增加天博综合体育中国官方网站/ML采用的需求的驱动下,有800克收发器的生产运输量,我们预计最初的1.6吨收发器将在未来几年内发货。  在五年内,预计800G和1.6T DataCom收发器的市场机会将大于所有其他类型的DataCom收发器,主要由天博综合体育中国官方网站和ML驱动。

在Coherent上,我们已经有一个完整的收发器组合与天博综合体育中国官方网站和ML设置的要求相匹配。这些收发器是协议 - 不合STIC,这意味着相同的收发器硬件可以支持以太网和Infiniband,以及针对天博综合体育中国官方网站和ML的专有协议,例如NVIDIA的NVLINK。  连贯性被广泛认为是这些收发器及其核心技术的专家。

 

垂直集成→快速创新→更快的收发器

提高收发器以满足这种需求的速度需要非常快的创新速度。我们该怎么做?

多年来,我们进行了战略投资,使我们获得了独特的垂直整合水平。我们不仅在内部设计和制造收发器,还设计和制造许多组件,包括激光, 检测器,无源光学  在设计需要新组件的新收发器时,我们要么从一个有价值的开发合作伙伴之一来源,要么我们在内部设计和制造。  我们根据业务案例,上市时间和战略考虑来决定在内部开发什么,以及与供应商一起开发的内容。

 

集成电路

连贯的内部收发器开发了许多组件。上图:连贯开发的集成电路。

 

将世界与尖端的Datacom Technologies连接起来

作为CTO和我们的DataCom收发器工程的前负责人已有15年的时间,请放纵我,同时我解释了我们如何使用垂直整合的一些细节,尤其是一系列切割的激光技术,以创建800G和1.6T的收发器,市场越来越多。

800G和1.6T收发器需要100克/泳道和200G/泳道激光器。  所使用的激光类型由数据速率和光纤链路长度确定。  一般而言,网络的天博综合体育中国官方网站/ML织物部分中的互连(0级)小于50 m,将TOR开关连接到脊柱开关(1级)的互连最高可达500 m,并且将开关连接到路由器或路由器连接到路由器或路由器(Telecom访问)(电信访问)的互连为2和10 km。  这些距离和应用中的每一个都可以通过不同的激光技术来提供。

 

相干收发器R&D实验室

在加利福尼亚州弗里蒙特的Coherent收发器R&D实验室

 

对于链路距离小于100 m,包括0级互连和1级互连的子集,垂直腔表面发射激光器(VCSELS)使用。这些是基于我们的砷耐加糖的(GAAS)技术平台。VCSEL通常是最低的,最低的功率消耗解决方案,并且是不到100 m连接的首选激光器。  我们看到对基于VCSEL的天博综合体育中国官方网站/ML应用程序的收发器的需求很大。  

相干在美国和欧洲具有多个6英寸GAAS VCSEL晶圆厂。我们是世界上VCSEL的数量最高的制造商之一,将VCSEL运送到数据附件和消费者应用中。我们的100G/Lane VCSEL在生产中需要400G和800G的转换。 VCSEL设备设计和制造。

 

高速VCSEL

高速VCSEL在6英寸的砷耐晶片上生产。

 

对于1级切换的距离要比VCSELS所支持的要大,并且对于电信访问,使用了单模设备。  这些设备由磷化二氮(INP)材料。  连贯的美国和欧洲有多个INP晶圆厂。我们的INP技术平台是业内少数经过大规模实地证实的人之一,超过200万datacom lasers在过去的二十年中部署在现场。  我们的激光器几乎由世界上每个网络OEM和Web2.0进行了资格和部署,我们利用了深厚的体验来开发激光器来支持单模800G和1.6T收发器。

对于1级链路距离大于100 m,可以使用基于硅光子的收发器。  所有硅光子产品都需要INP连续波(CW)激光以产生光。  我们正在市场上提供这些激光器,我们还计划将它们用于我们自己的收发器设计,例如我们的基于硅光子学的800G-DR8收发器,我们演示在2022年9月的欧洲光学通信会议(ECOC)。

对于1级链接大于100 m,对于电信访问(2 - 10 km),可以使用电信(2 - 10 km),电吸附调制激光器或EML。  我们生产100克/车道EML,以支持400克和800克收发器,例如我们的1340天博综合体育中国官方网站时代的Datacom Innovation |相干109我们也在2022年在ECOC上演示。在ECOC中,我们介绍了200G/泳道EML,为此我们收到了Lightwave Innovation评论奖。

当我们期待200克/车道收发器时,即使有EML,达到10公里的范围也是一个重大挑战。  对于该应用程序,我们对称为DFB-MZ的最新,开创性的激光技术感到兴奋,该技术代表Mach Zehnder的分布式反馈激光。  这是与INP MACH ZEHNDER调制器单一集成的INP CW激光器。这项激光技术将使1.6吨收发器能够达到10公里。这绝对是每条车道激光技术中200克的最先进。

 

天博综合体育中国官方网站 ERA

相干证明了200G PAM4单一集成分布式反馈激光ZEHNDER调制器技术在OFC 2023.

 

我们的承诺:天博综合体育中国官方网站时代的创新

毫无疑问,我们正在进入天博综合体育中国官方网站时代。  实际上,我们已经在其中。在连贯的情况下,我们作为创新领导者的承诺是通过我们的突破性技术来授权我们的客户定义未来。

作为DataCom收发器的领导者已有二十年了,我们希望继续创新,成为技术领导者,并向客户提供数量解决方案,以启用满足他们需求的数据中心。  我们很高兴能成为硬件解决方案的一部分,该解决方案有助于提出天博综合体育中国官方网站和ML的力量。在20年之后,信不信由你,我像以往任何时候都一样兴奋地在这个快节奏和有影响力的世界中工作光学通信。

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“At Coherent, we already have a complete portfolio of transceivers matched to the requirements set by 天博综合体育中国官方网站 and ML. These transceivers are protocol-agnostic, meaning the same transceiver hardware can support Ethernet and InfiniBand, as well as proprietary protocols for 天博综合体育中国官方网站 and ML such as NVIDIA’s NVLink. Coherent is widely recognized as an expert in these收发器及其核心技术。”
CTO JULIE SHERIDAN ENG