Žinios

„Linear Pluggable Optics“ iš konferencijos demonstracinės versijos perėjo prie produkto pristatymo greičiau, nei dauguma žmonių tikėjosi. Dabar paskelbtos dvi kelių šaltinių specifikacijos, daugiau nei vieno pardavėjo perjungimo platformos priima linijinius modulius, o lustų tiekėjai paskelbė apie tvarkyklę ir TIA silicį, skirtą 800G ir 1,6T linijinėms nuorodoms. Kas turineįvyko didmeninės prekybos pramonės perėjimas nuo DSP{0}}pagrįstos optikos.

Šis straipsnis yra apie modulio-lygio ir prievado-lygio galią, nes čia iš tikrųjų yra įrodymų. Kai diskutuojama apie stovo apkrovą, pridėtines aušinimo išlaidas ar įrenginio energijos sąnaudas, prielaidos yra aiškiai nurodytos, kad galėtumėte pakeisti savo. Jei bandote nuspręsti, ar LPO priklauso kitai versijai, suderinamumo kontrolinis sąrašas ir toliau pateikta apribojimų skiltis yra svarbesnė nei antraštės procentas.

Kas yra linijinė prijungiama optika?

LPO siųstuvas-imtuvas yra prijungiamas optinis modulis, kuriame nėra skaitmeninio signalo procesoriaus. Elektrinių duomenų kelias per modulį yra linijinis ir analoginis: pagrindinis kompiuteris valdo modulį, modulis – optiką, o gautas signalas sustiprinamas ir perduodamas atgal į pagrindinį kompiuterį be skaitmeninio atkūrimo.

Visa kita apie modulį lieka atpažįstama. LPO naudoja įprastus prijungiamus formos veiksnius - QSFP112, QSFP-DD ir OSFP, tarp jų - su tuo pačiu narveliu, jungtimis ir priekinės-panelės tankiu, o moduliai išlieka karštai-keistimi ir aptarnaujami vietoje{7}}. Jei jau suprantikaip statomas standartinis optinio siųstuvo-imtuvo modulis, LPO modulis yra ta pati architektūra, pašalinus vieną didelę lustą, o aplinkinė analoginė grandinė yra žymiai galingesnė.

Terminas „linijinis“ reiškia signalo kelią, o ne fizinę formą. Šis skirtumas yra svarbus, nes elektros kelias -, o ne jungtis - lemia, ar tam tikras modulis veiks tam tikrame jungiklio prievade.

Kaip LPO pašalina optinį DSP - ir kas lieka už nugaros

Įprastame prijungiamame siųstuvų-imtuve modulyje yra lazeriai ir optika, fotonikos antgalis su moduliatoriumi ir fotodetektoriumi, elektrinė IC, kurioje yra moduliatoriaus tvarkyklė ir transimpedanso stiprintuvas (TIA), ir DSP, kuris atlieka išlyginimą tiek perdavimo, tiek priėmimo keliuose. Jungiklis ASIC tiekia SerDes prie elektros sąsajos.

LPO pašalina DSP ir laikrodžio-ir-duomenų-atkūrimo funkciją iš šio krūvos. Jų atliktas regeneravimo ir išlyginimo darbas neišnyksta - jis perskirstomas. Kaip IEEE Electronics Packaging Societytechninė linijinės prijungiamos optikos apžvalgaaprašo, šios funkcijos yra padalytos tarp jungiklio ASIC, tvarkyklės IC ir didelio{0}}tiesiškumo TIA.

Du plačiai paplitusio teiginio pataisymai. Pirma, netikslu sakyti, kad „visas signalo apdorojimas persikelia į pagrindinį kompiuterį“. Modulyje vis dar yra linijinių tvarkyklių, didelio-tiesiškumo TIA ir analoginio kondicionavimo, pvz., nuolatinio-laikinio tiesinio išlyginimo. Tai, kas pereina į pagrindinį kompiuterį, yra skaitmeninis darbas: pakartotinis nustatymas, klaidų taisymas ir susiję duomenų konvertavimas. Antra, modulis išlaiko tikrą analoginio dizaino sudėtingumą -, ko gero, daugiau nei DSP modulis, nes pasroviui nėra skaitmeninio saugos tinklo, kuris išvalytų ribinį signalą.

Praktinė pasekmė yra ta, kad LPO nuoroda yra bendrai sukurta sistema, apimanti pagrindinį kompiuterį, plokštės kanalą, jungtį ir modulį. DSP modulis toleruoja įvairias pagrindinio kompiuterio sąlygas, nes iš naujo{1}}gauna signalą viduje. Linijinis modulis to nedaro.

LPO ir DSP{1}}pagrįsta LRO ir CPO optika

LPO yra vienas iš mažiausiai keturių požiūrių į tą pačią problemą. Palyginus juos vienoje ašyje - galia -, gaunamas klaidinantis reitingas, todėl toliau pateiktoje lentelėje pateikiami matmenys, kurie dažniausiai lemia tikrąjį diegimą.

LRO kolona nusipelno dėmesio iš visų, planuojančių 200 G vienai juostai. IEEE apžvalgoje pažymima, kad buvo pranešta apie ankstyvus 1.6T LPO diegimus, viršijančius 30 W, o tai sukelia savaiminių šiluminių problemų, ir kad LRO -, kuris iš naujo įveda perdavimo-pusę DSP, kad atitiktų IEEE 802.3 signalo vientisumo reikalavimus -, turėtų būti praktiškesnis pasirinkimas esant tokiam greičiui. Pardavėjai, demonstruojantys 1.6T LPO, paprastai kartu su juo rodo ir LRO.

Kiek energijos iš tikrųjų gali sutaupyti LPO?

Paskelbti skaičiai suskirstyti į nuoseklų diapazoną, tačiau kiekvienas iš jų priklauso nuo modulio tipo, pasiekiamumo, greičio ir šiluminės konstrukcijos. Laikykite šiuos dalykus kaip diapazoną, o ne specifikaciją:

• 800G DSP{1}}pagrįsti kištukiniai įrenginiaidažniausiai nurodomi 14–18 W juostoje, o 800G DR8 yra vienas plačiausiai naudojamų AI grupių tipų. Nuosekli ir išplėsta{5}}800G moduliai pritraukia daugiau.
• 800G LPO moduliaiPardavėjai, skelbiantys duomenis, paprastai pasiekia apie 7–8,5 W. Pavyzdžiui, TE Connectivity demonstravo OSFP-XD LPO siųstuvą-imtuvą OFC 2025, kurio galia yra 8,5 W.
• Gautas modulio{0}}lygio išsaugojimastodėl yra maždaug 40–50 %, palyginti su panašia DSP dalimi tuo pačiu greičiu ir pasiekiamumu.

DSP yra didžiausias energijos vartotojas įprasto modulio viduje, todėl jį pašalinus sutaupoma tokio masto. Teiginiai, pagal kuriuos jam priskiriama tiksli modulio galios dalis - 50%, 60 % -, turėtų būti vertinami atsargiai, nebent šaltinis paskelbtų komponento-lygio suskirstymą pavadintam moduliui.

Taip pat pagerėja delsa ir paskirstytų treniruočių darbo krūviai, kurie gali būti svarbūs tiek pat, kiek vatai. Pašalinus pakartotinį nustatymą ir -modulį FEC, vienam šuoliui nebereikia kelių nanosekundžių. Atliekant kolektyvines didelio mokymo darbo operacijas, per-šokio delsos junginiai.

Vienas įspėjimas dėl paties modulio{0}}lygio skaičiaus: tai dviejų modulių palyginimas pagal nurodytą sąlygų rinkinį, o ne jūsų stovo matavimas. Kiekvienas, kuris cituoja vieną procentą, neįvardydamas bazinio modulio, pasiekiamumo, greičio ir darbo temperatūros, cituoja rinkodaros skaičių.

Nuo modulio vatų iki įrenginio energijos

Modulio taupymas tampa įrenginio taupymu tik per daugybos grandinę, o grandinė praranda dydį kiekviename žingsnyje. Štai ta grandinė aiškiai išdėstyta su prielaidomis, kurias galite pakeisti.

Prielaidos:pilnai užpildytas 32 prievadų 800G lapinis jungiklis; DSP bazinė galia yra 16 W vienam moduliui; LPO 8,5 W vienam moduliui; 40 tokių jungiklių dėžutėje; nepertraukiamas darbas 8760 valandų per metus; įrenginio PUE 1,3; elektros po 0,10 USD/kWh.

1. Per jungiklį.Optika sunaudoja 512 W su DSP moduliais, palyginti su 272 W su LPO -, tai sutaupo 240 W arba apie 47 % toje korpuso optinės galios.
2. Už ankštį.Pašalinta 40 jungiklių, tai yra maždaug 9,6 kW IT apkrovos.
3. Metinė IT energija.9,6 kW per metus yra maždaug 84 MWh.
4. Metinė įrenginio energija.Taikant PUE 1.3, kad būtų atsižvelgta į aušinimo ir paskirstymo pridėtines išlaidas, gaunama maždaug 109 MWh.
5. Metinės išlaidos.Kaina 0,10 USD/kWh, maždaug 10 900 USD per metus.

Dabar dalis, kuri tvirtinama antraštėje, yra linkusi praleisti. 10 MW įrenginyje bendras metinis suvartojimas yra apie 87 600 MWh. Aukščiau sutaupytos 109 MWh yra maždaug 0,1 proc. Optiniai siųstuvai-imtuvai yra reikšminga tinklo galios dalis ir tikra šiluminė problema tankioje važiuoklėje, tačiau GPU{8}}dominuojančiame DI įrenginyje jie sudaro nedidelę visos apkrovos dalį -, dominuoja greitintuvai, atmintis, saugykla, energijos konvertavimo nuostoliai ir mechaninė įranga. 45 % sumažinus optikos galią, tai nėra 45 % elektros sąskaitos sumažinimas, ir joks sąžiningas modelis to negamina.

Kur LPO uždirba, yra konkretesnis nei sąskaitos faktūros procentas: jis perka šiluminę erdvę važiuoklės ir stovo viduje, o tai dažnai yra privalomas apribojimas atnaujinant platformą, sukurtą aplink mažesnės-galios 400G optiką į 800G. Dėl pagrindinės problemos masto konteksto – Lawrence'o Berkeley nacionalinės laboratorijos2024 m. Jungtinių Valstijų duomenų centro energijos naudojimo ataskaitanustatė, kad JAV duomenų centrai sunaudojo 176 TWh 2023 - apie 4,4 % šalies elektros energijos -, o iki 2028 m. prognozuojama 325–580 TWh.

Kur iš tikrųjų yra LPO standartizacija

Specifikacijų vaizdas yra pažangesnis nei buvo ir konkretesnis nei „standartai baigiami šiais metais“.

• kovo 2025 - 100G-DR-LPO.LPO MSA paskelbė savo100 Gb/s vienoje juostoje vieno{1}}režimo specifikacija, apimantis 100 G, 200 G, 400 G ir 800 G lygiagrečias vieno -modės nuorodas ir patvirtintas nario suderinamumo bandymu 2025 m. vasario mėn. renginyje.
• Rugsėjis 2025 - 400G-FR4-LPO.ECOC metu MSA išleido400G-FR4-LPO specifikacija, pridedant keturių -bangos ilgių WDM parinktį, kuri palaiko bent 500 m pasiekiamumą per pluošto porą.
• 200G vienai juostai.Tęsiamas darbas su OIF ir IEEE tiesiniu diegimu kitu greičiu. Tai dar nebaigta, o techniniai sunkumai yra realūs - prieglobos „SerDes“ suderinamumas esant 200 G vienai juostai yra žymiai sunkesnis nei esant 100 G.

Abi specifikacijos grindžiamos IEEE 802.3 ir OIF darbu ir apibrėžia komponentų, modulių ir sistemos{1}}lygio sąveikos reikalavimus elektros ir optinėse sąsajose. Taip pat yra silicio: Marvell, geriau žinomas dėl DSP, paskelbė a200 G-per-TIA TIA ir lazerio tvarkyklių mikroschemų rinkinysskirtas 800G ir 1,6T linijinėms jungtims.

Specifikacijos, silicis ir gabenimo produktas yra trys iš penkių dalykų, kurie yra „pagrindiniai“. Likę du - platūs kelių -tiekėjų gamybos diegimai ir didžioji rinkos dalis - nepasiekė. Cignal AI vertinimas po OFC 2025 buvo toks, kad 100 G-vienai- LPO, esant 800 G, vėluoja patekti į rinką ir ilgainiui gali užfiksuoti tik nedidelę prijungiamų įrenginių dalį, daugiausia dėl to, kad tiek daug esamos duomenų centro infrastruktūros buvo sukurta atsižvelgiant į DSP suderinamumą. Tuo tarpu „LightCounting“ prognozuoja, kad bendra LPO ir CPO rinka, skirta dirbtinio intelekto klasterių mastelio-ir didinimo{12}}tinklams, maždaug padvigubės nuo 5 mlrd. USD 2024 m. iki daugiau nei 10 mlrd. USD 2026 m. Šie du požiūriai neprieštarauja: spartus augimas nuo nedidelės bazės vis dar yra nedidelis. Norėdami sužinoti daugiau apie tai, kurios modulių technologijos pristatomos, o ne demonstruojamos, žr. mūsų santraukąkas buvo tikra ir kas buvo toliau OFC 2026.

Prieglobos ir jungiklio suderinamumas: ką patikrinti prieš perkant

Labiausiai klaidinantis teiginys apie LPO yra tas, kad identiški formos veiksniai sumažina{0}}suderinamumą su esamais jungikliais. Narvas priima modulį; tai nieko nesako apie tai, ar nuoroda bus uždaryta.

Kai kurios platformos tikrai palaiko linijinius modulius be aparatinės įrangos modifikacijų - Broadcom-pagrįsti Juniper QFX jungikliai yra dokumentuotas atvejis, o Arista ilgą laiką pademonstravo suderinamumą su Broadcom TH5. Tačiau palaikymas yra konkrečių platformų, o ne prijungiamos formos, savybė. Prieš įsipareigodami, su jungiklio ir NIC pardavėjais atlikite toliau nurodytus veiksmus.

• Pagrindinio kompiuterio „SerDes“ galimybė.Ar ASIC „SerDes“ užtikrina perdavimo ir priėmimo išlyginimą, reikalingą linijiniam ryšiui uždaryti be į{0}}modulio grąžinimo?
• Elektrinių kanalų nuostolių biudžetas.Koks yra ASIC įterpimo į narvą nuostolis šioje konkrečioje plokštėje ir ar jis patenka į specifikacijos ribas?
• FEC tvarkymas.Patvirtinkite, kuri FEC schema taikoma, kur ji veikia ir ar ji įjungta nuo galo iki galo.
• Specifikacijos versija.Kurią LPO MSA specifikaciją modulis atitinka - 100G-DR-LPO, 400G-FR4-LPO – ir ar priegloba yra kvalifikuota prieš tą patį?
• Tuningo modelis.Ar platforma automatiškai derina nuorodas, ar reikia koreguoti pagal{0}}prievadą? Paklauskite, kas atsitinka, kai modulis pakeičiamas lauke.
• Sąveikos įrodymai.Pateikti užklausą dėl šio modulio rezultatų šiam prieglobai - nėra bendra sąveikos paraiška ir nėra kitos jungiklio kartos rezultatas.
• Pasiekti ir pluoštinis augalas.Patikrinkite nurodytą pasiekiamumą pagal faktinį kabelių eigą, jungčių skaičių ir nuostolių biudžetą. Struktūrinių kabelių pasirinkimas, pvz16 skaidulų MPO 800G jungtimspaveikti optinę paraštę, su kuria modulis turi dirbti.
• Terminis vokas.Patvirtinkite modulio vardinę korpuso temperatūrą, palyginti su oro srautu, esančiu jūsų korpuse, esant numatytam prievado tankiui.
• Paramos riba.Raštu nustatykite, kam priklauso nuoroda, kai ribinė -BER problema kerta prieglobos / modulio ribą.

• 

Apribojimai ir veiklos rizika

Subalansuotuose LPO vertinimuose nuosekliai nurodomi tie patys kompromisai,{0}}ir nė vienas iš jų nėra sandorių nutraukimas -, bet visi jie yra darbas.

• Trumpesnis pasiekiamumas.Be{0}}modulio DSP, nuorodos BER yra didesnė, o tai riboja atstumą. Paskelbtomis LPO specifikacijomis siekiama trumpo pasiekiamumo; tai yra vidinė-pakabinama ir trumpa vidinė-eilės technologija, o ne universiteto ar DCI technologija.
• Plona nuorodos paraštė.DSP modulis sugeria sugadintą kanalą. Jį padengia linijinis modulis. Nešvarios jungtys, ribiniai pataisų laidai ir-netinkamas-kanalo praradimas rodomi kaip klaidos, o ne tyliai taisomi.
• Sunkesnis trikčių šalinimas.Gedimų izoliacija dabar apima pagrindinį kompiuterį, plokštės kanalą ir modulį. Komandoms, įpratusioms keisti modulį, kad pašalintų ryšio gedimą, reikės naujų procedūrų.
• 200 G-vienoje-juostoje.Dėl „SerDes“ sudėtingumo žymiai sunkiau pasiekti suderinamumą esant 200 G vienai juostai nei esant 100 G, o pranešta, kad ankstyvieji 1,6 T LPO diegimai viršija 30 W -, o tai sumažina galios argumentą būtent tokiu greičiu, kuriuo jis būtų vertingiausias.
• Kvalifikacijos kaina.Kelių-tiekėjų sąveika reikalauja apgalvoto testavimo, o ne prielaidos. Biudžetinis laboratorijos laikas.
• Patikimumo duomenys.Mažiau komponentų pakete yra pagrįstas teorinis pagrindas tikėtis geresnio modulio patikimumo, tačiau tai yra hipotezė, o ne lauko{0}}gedimų statistika. Paklauskite bet kurio tiekėjo, teigiančio geresnius nesėkmių rodiklius pagal populiacijos dydį, stebėjimo laikotarpį ir palyginimo pradinę padėtį.

Kur LPO prasminga - ir kur ne

Geri kandidatai

• Vidinės-dėklo ir trumpos intra-eilės nuorodos dirbtinio intelekto mokymo ir išvadų grupėse, 100 G vienoje juostoje, platformoje su pardavėjo-patvirtintu LPO palaikymu.
• Diegimai, kai važiuoklės arba stovo šiluminė erdvė -, o ne sąskaita už elektrą - yra apribojimas, kuris iš tikrųjų blokuoja naujovinimą.
• Latencijai{0}}jautri audiniai, kai pašalinus per-peršokimą vėlavimo delsą turi išmatuojama darbo krūvio vertė.
• „Greenfield“ pastatai, kuriuose pagrindinė platforma, modulis ir kabeliai gali būti kvalifikuoti kartu prieš įsipareigojant.

Vargšai kandidatai

• Bet koks pasiekiamumas, viršijantis specifikaciją, ir jūsų nuostolių biudžetas.
• Heterogeninės apleistos teritorijos, kuriose moduliai turėtų veikti per kelias skirtingų tiekėjų kartas.
• Labai trumpos{0}}stovo jungtystiesiogiai pritvirtinkite varinius mazgusarba aktyvusis varis būtų paprastesnis ir pigesnis. Atitinkamas klausimas dažnai yra ne „LPO ar DSP“, o tai, ar nuorodai apskritai reikia optikos - mūsų palyginimasvario ir pluošto AI duomenų centruosedengia, kur kiekvienas sugenda.
• 1.6T nuorodos šiandien, kur LRO paprastai yra praktiškesnis artimiausio -terminio atsakymas.
• Aplinkos, kuriose nėra laboratorijos pajėgumų, kad būtų galima priskirti nuorodas, arba be operacijų komandos, pasirengusios derinti nuo galo{0}}į-nuorodą.

Dažnai užduodami klausimai

Ar LPO duomenų centro elektros sąskaitas sumažina 40%?

Ne. Maždaug 40–50 % yra modulio-lygmens taupymas, palyginti su panašiu DSP moduliu, esant tokiam pat greičiui ir pasiekiamumui. Į įrenginio elektros kainą įeina greitintuvai, centriniai procesoriai, atmintis, saugykla, jungiklio ASIC, energijos konvertavimo nuostoliai ir mechaninė gamykla. Dirbtinio intelekto įrenginyje optika sudaro nedidelę viso to dalį, todėl daugumoje modelių įrenginio{6}}lygio efektas yra procentinė dalis - žr. anksčiau pateiktą pavyzdį.

Ar LPO moduliai gali būti įtraukti į mano esamus jungiklius?

Narvas juos priims. Ar nuoroda užsidaro, priklauso nuo pagrindinio kompiuterio ASIC, jo SerDes galimybių, plokštės kanalo praradimo, FEC konfigūracijos ir valdymo palaikymo. Kai kurios platformos palaiko LPO be aparatinės įrangos modifikacijų; daugelis to nedaro. Suderinamumą vertinkite kaip -platformos klausimą, kurį turi patvirtinti pardavėjas.

Kiek gali pasiekti LPO nuoroda?

Paskelbtomis LPO MSA specifikacijomis siekiama trumpo pasiekiamumo, kai 400G-FR4-LPO palaiko bent 500 m per vienos-modės skaidulų porą. Faktinis naudojamas atstumas jūsų gamykloje priklauso nuo jungčių skaičiaus ir bendro nuostolių biudžeto. LPO nėra ilgalaikė ar nuosekli technologija.

Ar LPO geriau nei CPO?

Jie optimizuoja įvairius dalykus. CPO integruoja optiką į jungiklio paketą ir gali pasiekti mažesnę galią vienam prievadui, tačiau keičia tinkamumo naudoti, taupymo ir gedimo{1}}domeno modelį. LPO išlaiko prijungiamą veikimo modelį ir kelia mažesnę integracijos riziką, o galia yra mažesnė. Sąžiningas atsakymas priklauso nuo konkretaus CPO ir LPO diegimo, greičio ir nuo to, kur lygindami nubrėžiate sistemos ribą.

Kuo skiriasi LPO ir LRO?

LRO pašalina DSP tik iš priėmimo kelio, palikdamas jį įjungtą, kad siųstuvas atitiktų IEEE 802.3 signalo vientisumo reikalavimus. Tai leidžia sutaupyti šiek tiek energijos mainais į apatinės jungties BER, ilgesnį pasiekiamumą ir lengvesnę sąveiką. Tikimasi, kad 200 G vienoje juostoje LRO bus praktiškesnis artimiausio-laikio pasirinkimas.

Ar LPO pakankamai patikimas gamybai?

Specifikacijos, suderinamumo bandymai ir pristatymo produktai egzistuoja, o kelios platformos palaiko LPO gamyboje. Tai, ko dar nėra viešai, yra didelio-masto, kelių-metų, kelių -tiekėjų lauko patikimumo duomenys. Pasinaudokite savo platforma, o ne pasikliaukite bendra pretenzija.

Kada LPO taps numatytoji trumpo{0}}pasiekimo nuorodų funkcija?

Tai yra prognozė, o ne faktas, ir prognozuotojai nesutinka. „LightCounting“ prognozuoja stiprų kombinuoto LPO ir CPO segmento augimą dirbtinio intelekto tinkluose. „Cignal AI“ tikisi, kad 800G LPO ilgainiui užfiksuos tik nedidelę prijungiamų įrenginių dalį, nes esama infrastruktūra buvo sukurta atsižvelgiant į DSP suderinamumą. Planuokite pagal savo platformos planą, o ne prieš bet kurią prognozę.

Santrauka

LPO yra tikra technologija, turinti tikrą ir gerai{0}}dokumentuotą modulio-lygio pranašumą: maždaug 40–50 % mažesnė galia nei panašaus DSP modulio, taip pat keliomis nanosekundėmis mažiau delsos vienam šuoliui, prijungiamame pakete jūsų operacijų komanda jau žino, kaip elgtis. Paskelbtos dvi kelių{5} šaltinių specifikacijos, silicis yra prieinamas, o tam tikros perjungimo platformos šiandien jį palaiko.

Tai taip pat technologija, kuri perkelia darbą iš modulio į sistemos integratorių. Nuoroda dabar priklauso nuo prieglobos „SerDes“ pajėgumų, kanalo praradimo ir derinimo nuo pabaigos{1}}to{2}}, pasiekiamumas yra ribotas, riba mažesnė, o 200 G-per-juostą dar nėra ten, kur yra 100 G-per-juostą. Tinkamas būdas jį įvertinti pagal platformą ir nuorodų klasę - o ne kaip visapusį-sprendimą ir ne pagal vieną procentą. Jei priimdami sprendimą dirbate su kabelių ir sujungimų aspektu, mūsųduomenų centro ryšio sprendimaiapima šviesolaidžio ir struktūrinių kabelių pasirinkimus, kurie nustato, su kokia optine riba turi dirbti bet kuris modulis - linijinis ar kitaip -.