AI 애플리케이션과 대규모 모델은 컴퓨팅 성능을 AI 산업의 핵심 인프라로 만들었습니다. 더 빠른 통신에 대한 요구가 높아지면서 고속 광모듈은 인공지능 서버의 필수 구성요소가 됐다.

800G 광모듈의 진화

광모듈은 네트워크 연결에서 광 및 전기 신호를 변환하는 작업을 수행하며, 송신단에서는 전기 신호를 광신호로 변환하고, 광섬유를 통해 전송된 후 수신단에서는 광신호를 전기 신호로 변환하는 역할을 합니다. 광전자 장치의 개발 및 통합으로 인해 성능과 전송 대역폭이 지속적으로 향상되었으며, 광학 모듈은 다양한 사용 시나리오에 적응하기 위해 더 높은 전송 속도와 더 작은 크기가 필요합니다. 패키징 방법도 발전했으며, 패키징 및 전력 소비가 더 적다는 것은 광 모듈이 스위치에서 더 높은 포트 밀도를 가지며 동일한 전력으로 더 많은 광 모듈을 구동할 수 있음을 의미합니다.

대역폭 수요 증가

대역폭 수요의 증가는 고속 광 모듈에 큰 영향을 미쳤습니다. 새로운 기술의 출현과 대규모 데이터 전송에 대한 수요로 인해 기존의 100G, 200G 및 400G 광 모듈은 더 이상 시장 수요를 완전히 충족할 수 없습니다. 증가하는 대역폭 수요를 충족하기 위해 800G 광 모듈이 추세가 되고 있습니다.

LPO 기술의 성장

800G 광모듈 시대에는 LPO(Linear-drive Pluggable Optics) 기술이 눈에 띈다. LPO는 복잡한 CDR 또는 DSP 설계 없이 데이터 링크에서 선형 아날로그 구성 요소를 사용합니다. DSP 솔루션과 비교하여 LPO는 전력 소비와 대기 시간을 크게 줄여 AI 데이터 센터의 단거리, 고대역폭, 저전력 및 낮은 대기 시간 데이터 연결 요구 사항에 매우 적합합니다. 클라우드 서비스 제공업체가 컴퓨팅 리소스를 확장함에 따라 800G LPO를 포함한 LPO 솔루션이 중요한 시장 점유율을 차지할 것으로 예상됩니다.

800G 광학 모듈 패키징

지속적인 기술 발전에 따라 광학 모듈의 패키징 형태도 큰 변화를 겪었습니다. 초기 GBIC 패키징부터 소형 SFP 패키징, 현재까지 800G QSFP-DD 및 OSFP 패키징. 이러한 개발 추세는 속도 측면에서 광 모듈의 지속적인 개선을 반영할 뿐만 아니라 소형화 및 핫 플러깅을 향한 진전을 보여줍니다. 800G 광 모듈의 애플리케이션 시나리오는 이더넷, CWDM/DWDM, 커넥터, 파이버 채널 및 유무선 액세스와 같은 여러 분야를 포괄하여 점점 더 다양해지고 있습니다.

QSFP-DD와 OSFP 크기 비교

800G QSFP-DD 사양

이중 밀도 800채널 소형 플러그형 고속 모듈입니다. QSFP-DD는 8G 광학 모듈에 선호되는 패키징으로, 데이터 센터가 효율적으로 성장하고 필요에 따라 클라우드 용량을 확장할 수 있도록 해줍니다. QSFP-DD 모듈은 채널당 최대 25Gb/s(NRZ 변조) 또는 50Gb/s(PAM4 변조) 속도의 200채널 전기 인터페이스를 사용하여 최대 400Gb/s 또는 XNUMXGb/s의 통합 솔루션을 제공합니다. .

800G QSFP-DD의 장점

하위 호환성이 있으며 QSFP+/QSFP28/QSFP56 QSFP 패키지와 호환됩니다.

단일 높이 및 이중 높이 케이지 커넥터 시스템을 지원할 수 있는 2×1 스택 통합 케이지 커넥터를 채택합니다.

SMT 커넥터와 12xN 케이지를 통해 모듈당 최소 1와트의 열 용량을 달성할 수 있습니다. 열 용량이 높을수록 광학 모듈의 냉각 기능 요구 사항이 줄어들어 불필요한 비용을 줄일 수 있습니다.

QSFP-DD 설계 시 MSA 작업 그룹은 사용자 사용의 유연성을 충분히 고려하고 ASIC 설계를 채택했으며 다중 인터페이스 속도를 지원하고 하향 호환(QSFP+/QSFP28과 호환)되어 포트 비용과 장비 배포 비용을 줄였습니다.

800G OSFP 형상 사양

OSFP는 CFP8보다 훨씬 작지만 QSFP-DD보다 약간 큰 새로운 유형의 광 모듈로, 8개의 고속 전기 채널을 갖추고 있으며 여전히 각 32U 전면 패널에 1개의 OSFP 포트를 지원하며 통합 방열판을 통해 열을 크게 향상시킵니다. 소산 성능.

800G OSFP의 장점

OSFP 모듈은 8개 채널용으로 설계되어 최대 800G의 총 처리량을 직접 지원하여 더 높은 대역폭 밀도를 달성합니다.

OSFP 패키지는 더 많은 채널과 더 높은 데이터 전송 속도를 지원하므로 더 높은 성능과 더 긴 전송 거리를 제공할 수 있습니다.

OSFP 모듈은 뛰어난 방열 설계를 갖추고 있어 더 높은 전력 소비를 처리할 수 있습니다.

OSFP는 향후 더 높은 속도를 지원하도록 설계되었습니다. OSFP 모듈의 크기가 커짐에 따라 더 높은 전력 소비를 지원할 수 있어 1.6T 이상과 같은 더 높은 속도를 지원할 수 있습니다.

800G 광모듈 크기 비교

QSFP-DD는 일반적으로 통신 애플리케이션에서 선호되는 선택인 반면, OSFP는 데이터 센터 환경에 더 적합합니다. 이들 사이의 주요 차이점은 다음과 같습니다.

크기: OSFP가 약간 더 큽니다.

전력 소비: OSFP의 전력 소비는 QSFP-DD보다 약간 높습니다.

호환성: QSFP-DD는 QSFP28 및 QSFP+와 완벽하게 호환되지만 OSFP는 호환되지 않습니다.

800G 광 모듈의 유형

800G=8x100G=4x200G이므로 단일 채널 속도에 따라 단일 채널 100G와 200G의 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 해당 아키텍처는 아래 그림에 나와 있습니다. 단일 채널 100G 광 모듈은 신속하게 구현할 수 있는 반면, 200G는 광 장치에 대한 요구 사항이 더 높습니다. 현재 전기 인터페이스에서 지원하는 최대 속도는 112Gbps PAM4이므로 단일 채널 200G에는 기어박스가 필요합니다.

다중 모드의 경우 800m 미만의 전송 거리에 해당하는 100G 광 모듈에 대한 두 가지 표준이 주로 있습니다.

800G SR8

파장 850nm, 단일 채널 속도 100Gbps PAM4의 VCSEL 솔루션을 채택하고 16개의 광섬유가 필요합니다. 이는 400G SR4의 채널 수가 16배 늘어난 업그레이드 버전이라고 볼 수 있다. 아래 그림과 같이 광학 인터페이스는 MPO-2 또는 MPO-12의 800줄입니다. 8G SR800 광 모듈은 일반적으로 800G 이더넷, 데이터 센터 링크 또는 800G-XNUMXG 상호 연결에 사용됩니다.

800G SR4

이 솔루션은 850nm/910nm 파장, 양방향 전송을 채택하고 모듈에서 DeMux를 사용하여 두 파장을 분리합니다. 단일 채널 속도는 100Gbps PAM4이며 8개의 파이버가 필요합니다. SR8과 비교하여 이 솔루션의 섬유 수는 절반으로 줄었습니다. 해당 블록 다이어그램은 아래 그림에 나와 있습니다.

800G PAM4 CDR

광섬유 인터페이스는 MPO-12 인터페이스를 사용하여 아래 그림에 표시됩니다.

단일 모드 애플리케이션을 위한 800G 광학 모듈에 대한 다양한 표준이 있습니다.

800G DR8, 800G 2xDR4 및 800G PSM8

이 세 가지 표준은 내부 아키텍처가 유사하며 모두 8개의 송신기와 8개의 수신기를 갖추고 있으며 단일 채널 속도는 100Gbps이며 16개의 광섬유가 필요합니다. 800G DR8 광 모듈은 100G PAM4 및 8채널 단일 모드 병렬 기술을 채택하고 단일 모드 광섬유를 통한 전송 거리는 500m에 도달할 수 있습니다.

일반적으로 데이터 센터, 800G-800G, 800G-400G 및 800G-100G 상호 연결에 사용됩니다. 800G PSM8은 8개의 광 채널이 있는 CWDM 기술을 채택하고 각각의 전송 속도는 100Gbps이며 100m의 전송 거리를 지원합니다. 장거리 전송 및 광섬유 자원 공유에 매우 적합합니다.

800G 2DR4는 2개의 "400G-DR4" 인터페이스를 의미합니다. 2DR4의 광학 인터페이스는 아래 그림과 같이 2개의 MPO-12입니다. 광섬유 분기 케이블 없이 400G DR4 광 모듈과 상호 연결될 수 있어 500m 전송 거리를 지원하므로 데이터 센터 업그레이드에 편리합니다. PSM8과 DR8의 광학 인터페이스는 MPO-16입니다.

800G 2xFR4 및 2xLR4

이 두 표준은 모두 4개의 파장과 100Gbps의 단일 채널 속도를 포함하는 유사한 내부 구조를 가지고 있습니다. Mux를 사용하여 광섬유 수를 줄이면 아래 그림과 같이 4개의 광섬유가 필요합니다.

이 두 가지 솔루션은 400/4/4/1271nm CWDM1291 파장을 사용하는 1311G FR1331 및 LR4 광학 모듈의 업그레이드입니다. 2xFR4는 2km의 전송 거리를 지원하고, 2xLR4는 10km의 전송 거리를 지원합니다. 광학 인터페이스는 듀얼 CS 또는 듀얼 듀플렉스 LC 인터페이스를 채택합니다.

800G FR4

이 솔루션은 아래 그림과 같이 단일 채널 속도가 200Gbps인 2개의 파장을 사용하며 XNUMXkm의 전송 거리를 지원하려면 XNUMX개의 광섬유가 필요합니다.

아래 그림과 같이 이중 LC 광학 인터페이스를 채택합니다.

800G FR8

이 솔루션은 아래 그림과 같이 각각 8Gbps 속도의 100개 파장을 사용하며 2km의 전송 거리를 지원하려면 두 개의 광섬유가 필요합니다. 1271개의 파장 채널은 각각 1291/1311/1331/1351/1371/1391/1411/XNUMXnm입니다.

800G 광학 모듈 배치에 대한 Al의 영향

AI 서버에서 800G가 400G보다 중요한 이유는 무엇입니까?

우선, AI 서버는 높은 데이터 전송 속도와 낮은 대기 시간을 요구하며 기본 대역폭과 일치하는 랙탑 스위치가 필요합니다. 이러한 스위치에는 고속 광 모듈이 필요한 대기 시간 중복성이 필요할 수도 있습니다. 예를 들어 NVIDIA DGX H100 서버에는 8xH100 GPU 모듈이 장착되어 있으며 각 모듈에는 2x200G 광학 모듈이 필요합니다. 따라서 각 서버에는 최소 16x가 필요합니다.200G 모듈, 해당 랙 상단 스위치 포트에는 최소 4x가 필요합니다.800G.

둘째, 800G 광 칩은 비용 효율성과 경제적 이점이 더 높습니다. 100G EML 칩을 사용하고 200G/400G는 50G 광학 칩을 사용합니다. 데이터에 따르면 동일한 속도에서 100G 광칩 가격은 30G 광칩 50개 가격보다 XNUMX% 저렴합니다. 그럼에도 불구하고, 400G 광 모듈 여전히 업계에서 중요한 의미를 갖고 있습니다.

800G 광 모듈의 속도와 일치할 수는 없지만 기존 기술에 비해 대역폭이 크게 향상되어 많은 기업에서 선호하는 솔루션입니다. 또한 일부 애플리케이션에는 800G 이더넷 및 400G의 모든 기능이 필요하지 않을 수도 있습니다. Ethernet 그들에게는 더 실용적입니다. 더 빠르고 효율적인 데이터 전송에 대한 요구가 증가함에 따라 800G 광 모듈 시대가 도래했습니다.

뛰어난 대역폭 기능과 LPO 기술의 발전으로 800G 광 모듈은 인공 지능 산업과 데이터 센터를 완전히 변화 시킬 것입니다.

800G 광모듈 제품