400G/800G网络端到端光互连技术路线

2024-08-09 10:50:10 浏览数 (2)

随时AI智算中心的GPU算力需求日益增长,交换机芯片容量和光模块带宽也在快速增长。已知,交换机芯片容量=(每个端口的最大带宽*双工模式)*端口数量。如果1台1U全400G端口,共计32个端口,那么全双工交换机芯片容量=400G*2*32=25.6T,非双工交换机芯片容量=400G*1*32=12.8T。

交换机芯片的容量和光模块带宽的增长,带来了一个很大的问题-功耗。图1是交换机芯片容量、功耗和光模块带宽、功耗发展趋势对比图。我们以博通 Tomahawk(以下简称TH)系列芯片为例,TH4芯片25. 6T容量,功耗515W。对应400G 光模块单个功耗10W,32个光模块共计320W。

根据上图可以发现,现有400G以上光模块产品,由于采用PAM4加DSP的RPO(Retimed Pluggable Optics,详见图2)解决方案,功耗相比100G光模块大幅增加,其中DSP的功耗大约为4W~5W,占整个光模块的40%~50%左右。

所以降低光模块的功耗最直接的就是去掉或者减少DSP的数量,于是就有了以下3种技术路线来降低的光模块功耗(详见图2)。

1.CPO(Co-packaged Optics):取消可插拔光模块,用板载光学封装进行光互联。优点:彻底取消了DSP,光模块功耗大幅下降;缺点:CPO相对封闭,不符合开放解耦的理念,同时后期运维也是困难重重。

2.LPO(Linear Pluggable Optics):采用可插拔光模块,取消光模块中的DSP芯片。优点:彻底取消了DSP,光模块功耗大幅下降;缺点:在标准化和互联互通方面有很大的挑战。

3.TRO(Transmitter Retimed Optics:采用可插拔光模块,取消接收端的DSP芯片,保留发射端的DSP芯片。优点:取消接收端DSP,有效的降低光模块功耗;传输性能业也能得到保障,可互联互通,即插即用。缺点:相较LPO方案,没有彻底降低DSP功耗。

总上所述,三种方案各有利弊。为了解决LPO的标准化和互联互通的问题,AMD等厂商已经成立LPO-MSA联盟,该联盟将在今年第三季度发布LPO相关协议标准。大成鹏通信将时刻关注不同技术路线的标准制定进展,结合供应链的情况,适时选择相应的技术路线,开发相关的产品。

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