LPO: پیشرفت در مصرف انرژی برای مراکز داده، آغاز عصر جدیدی از اتصال خطی نوری.
امروزه، با رشد انفجاری در تقاضای توان محاسباتی هوش مصنوعی، مراکز داده با چالشهای بیسابقهای در مصرف انرژی مواجه هستند. مصرف انرژی تراشههای DSP در ماژولهای نوری با سرعت بالا-سنتی تا 50% را تشکیل میدهد که به یک گلوگاه کلیدی تبدیل شده است که افزایش چگالی توان محاسباتی را محدود میکند. با این حال، یک فناوری نوظهور به نام Linear Drive Plug-In Optics (LPO) در حال طراحی خلاقانه معماری خود است تا مسیر جدیدی را برای اتصال نوری کارآمد و صرفه جویی در انرژی{5}}در مراکز داده{{6} نسل بعدی باز کند.
مفهوم اصلی فناوری LPO در "انجام تفریق" نهفته است. این دستگاه انرژی اصلی-قطعات مصرفکننده برق را در دوشاخههای سنتی-در ماژولهای نوری - پردازندههای سیگنال دیجیتال با سرعت بالا (DSP) حذف میکند، و آنها را با یک سیستم درایو آنالوگ خطی پیچیده جایگزین میکند. این تغییر ممکن است ساده به نظر برسد، اما تجسم خرد مهندسی عمیقی است. در معماری سنتی، DSPها توابع پیچیدهای معادلسازی سیگنال، بازیابی زمان و تصحیح خطا را انجام میدهند، اما مصرف انرژی اضافی تا 4-5 وات را نیز به همراه دارند. راه حل LPO طراحی تراشه را بهینه می کند، فرمت مدولاسیون را بهبود می بخشد و از فناوری تصحیح خطای رو به جلو استفاده می کند تا مصرف برق این بخش حیاتی را به کمتر از 1 وات کاهش دهد و در عین حال کیفیت سیگنال را تضمین کند و در نتیجه مصرف انرژی ماژول را تا 40 درصد کاهش دهد.
فناوری LPO مخصوصاً برای سناریوهای محاسباتی{0}}کوتاه{1} و عملکرد بالا مناسب است. در کلاسترهای آموزشی هوش مصنوعی، فواصل اتصال نوری بین سرورها معمولاً از 100 متر تجاوز نمی کند، اما به پهنای باند بسیار بالای 800G یا حتی 1.6T نیاز دارد. این دقیقاً بهترین مرحله برای LPO برای نشان دادن مزایای خود است - نه تنها میتواند الزامات انتقال توان محاسباتی را برآورده کند، بلکه مصرف برق سیستم و هزینههای اتلاف گرما را نیز به میزان قابل توجهی کاهش میدهد.
در حال حاضر، چندین ارائهدهنده خدمات ابری پیشرو در حال آزمایش و استقرار ماژولهای نوری مبتنی بر فناوری LPO در خوشههای سرور هوش مصنوعی خود هستند. داده های اولیه نشان می دهد که، در مقیاس توان محاسباتی یکسان، کل مصرف انرژی خوشه با استفاده از راه حل LPO را می توان تا 15{3}}20% کاهش داد. برای شرکت های فناوری که مراکز داده در مقیاس بزرگ را اداره می کنند، این به معنای صرفه جویی سالانه میلیون ها دلار در هزینه برق است. اگرچه چشم انداز امیدوارکننده است، اما فناوری LPO همچنان با چالش هایی مانند یکپارچگی سیگنال و سازگاری سیستم مواجه است. برای رسیدگی به این مسائل، صنعت راهحلهای ابتکاری متعددی را توسعه داده است: اتخاذ فناوری مدولاسیون پیشرفتهتر PAM4 برای افزایش کارایی طیفی. افزودن توابع جبران برابری در طرف سوییچ و کارت شبکه؛ و کاهش تضعیف سیگنال از طریق فرآیندهای بسته بندی پیشرفته. این اقدامات به طور مشترک ثبات و قابلیت اطمینان سیستم LPO را تضمین می کند.
شایان ذکر است که شرکت های ارتباطات نوری چین قابلیت های فنی قوی در زمینه LPO نشان داده اند. بسیاری از تولیدکنندگان راهحلهای محصول 800G LPO بالغ را منتشر کردهاند و به سطوح پیشرو بینالمللی در شاخصهای کلیدی رسیدهاند، که راهحلی چینی برای دگرگونی{2}}صرفهجویی انرژی مرکز داده جهانی ارائه میکند. با نفوذ برنامه های هوش مصنوعی به صنایع مختلف، مشکل مصرف انرژی مراکز داده برجسته تر خواهد شد. فناوری LPO، به موازات مسیرهای نوآورانه ای مانند CPO (Co-اپتیک بسته بندی شده) و فوتونیک سیلیکونی، طرح فنی نسل بعدی- مرکز داده سبز را تشکیل می دهد. در دوره جدید دنبال کردن تعادل بین قدرت محاسباتی و بهره وری انرژی، فناوری LPO در حال تزریق شتاب سبز به اقتصاد دیجیتال جهانی است و فصل جدیدی از نام تجاری-در نوآوری فناوری اتصال نوری باز می کند.