Особые технические требования к оптическим кабелям в центрах обработки данных искусственного интеллекта

Бурное развитие центров обработки данных искусственного интеллекта (интеллектуальных вычислительных центров) полностью меняет стандарты сетевых кабелей. Количество используемых внутренних оптических волокон в 5–10 раз больше, чем в традиционных центрах обработки данных. Чтобы соответствовать жестким требованиям высокой пропускной способности и нулевой потери пакетов для десятков тысяч кластеров GPU, дата-центр AI выдвинул четыре чрезвычайно жестких технических требования к оптическим кабелям:

1. Чрезвычайная плотность пространства: меньше, плотнее и мягче. Места в стойках и трубах AI крайне мало, и в одной стойке коммутатора может потребоваться размещение более 20 000 оптических волокон. Миниатюрный внешний диаметр: обычно требуется использовать оптическое волокно с внешним диаметром 200 микрон (традиционное 250 микрон), а общая толщина оптического кабеля может быть уменьшена до 60%, чтобы уменьшить перегрузку кабельного желоба и обеспечить рассеивание тепла воздухом. Новые ленточные конструкции. Широкое внедрение технологий гибких ленточных кабелей, таких как Flow Ribbon компании Corning, значительно увеличило количество связанных жил микро-оптических кабелей в трубопроводе. Нечувствительность к изгибу. Для оптических волокон высокой-плотности в ограниченном пространстве шкафа необходимо использовать оптическое волокно G.657.A1 или G.657.A2, нечувствительное к изгибу-, чтобы гарантировать отсутствие очевидных потерь сигнала на изгибе при очень малом радиусе изгиба.

2. Особые характеристики архитектуры CPO: поддержание поляризации и низкие потери. По мере развития вычислительной мощности до 800G и 1,6T дальность передачи по традиционному медному кабелю (DAC) ограничивается менее чем 3 метрами, а технология фотоэлектрической совместной упаковки (CPO) становится основной тенденцией. Крупномасштабное-применение волокна-сохраняющего поляризацию (PMF): Взаимосвязь между внешним источником света и кремниевым фотонным чипом в архитектуре CPO чрезвычайно чувствительна к состоянию поляризации света. Согласно авторитетному отраслевому анализу, спрос на оптическое волокно с сохранением поляризации-в интеллектуальных вычислительных центрах растет в 10–20 раз для обеспечения стабильных соединений и подавления вносимых потерь. Большая эффективная площадь и сверх-низкие потери: обучение большой модели требует поддержания высокой входной мощности в течение длительного времени. Оптическое волокно должно иметь большую эффективную площадь для подавления нелинейных эффектов и иметь сверх-низкие потери (ULL) для снижения общего энергопотребления канала.

3. Меж-соединение между кампусами (DCI) с чрезвычайно низкой-задержкой. Распределенное обучение ИИ требует, чтобы сетевая задержка между меж-центрами обработки данных (DCI) была бесконечно близка к нулю. Полое волокно (HCF). Будучи революционной технологией в эпоху искусственного интеллекта, скорость передачи света в воздухе полого волокна примерно на 35% выше, чем в традиционном кварцевом стекле. Это позволяет сократить задержку сети более чем на 30 % и обеспечивает сверх-высокую устойчивость к энергопотреблению.

4. Высокоточное-производство и технология материалов, прецизионное дозирование и надежность. Поскольку оптоволоконные компоненты искусственного интеллекта чрезвычайно тонкие и плотные, крупные производители оптических кабелей (такие как YOFC, FiberHome Communications) внедрили в производство высокоточные-процессы дозирования жидкости, такие как Nordson EFD (Nordson), чтобы гарантировать, что в крупномасштабном-автоматизированном производстве каждая крошечная точка соединения оптического волокна имеет чрезвычайно высокую механическую надежность и долгосрочную-стабильность.