「香港飛龍」標誌 本文内容： 如果您希望可以時常見面，歡迎標星收藏哦~來源：本文 編譯自 allaboutcircuit ，謝謝。作爲下一代數據中心的選擇，銅纜和光纖互連都面臨侷限性。瞭解第三種方案如何在未來數年內助力數據中心 AI 集羣的擴展。未來幾年，數據中心 AI 加速器集羣的擴展將面臨日益複雜的挑戰。系統架構師需要同時應對三大挑戰：提供更好的性能以滿足不斷增長的帶寬需求。在擴大計算能力和複雜性的同時控制成本。繼續提高能源效率。這三大挑戰讓網絡運營商夜不能寐。新技術的出現雖然爲創新創造了機遇，但也讓數據中心不堪重負。生成式人工智能和大型語言模型 (LLM) 等新的人工智能和機器學習工作負載，正在推動數據帶寬超越傳統互連，速度迅速翻倍至 800G，並很快將達到 1.6T。太比特速度的技術限製爲了滿足日益增長的需求，數據中心依賴於兩種解決方案：400 千兆和 800 千兆 (400G/800G) 網絡設備，短距離傳輸採用銅纜連接，長距離傳輸則採用光纜連接。然而，這兩種技術在太比特互連速度方面都會達到各自的技術極限。銅線因其低成本、簡單性和高可靠性，成爲短距離應用的首選互連方案。銅線的侷限性在於，由於趨膚效應，通道損耗會嚴重限制電纜的傳輸範圍，同時隨着傳輸速度的提高，電纜厚度也會增加，如圖 1 所示。銅纜不足以支持1.6T及以上的網絡速度。在T比特速度下，銅纜太短太粗，不具備可擴展性，不適合在高密度數據中心部署。向光互連的轉變對於許多與AI相關的工作負載，超大規模企業將轉向光互連，例如有源光纜 (AOC)。光互連可以提供長達數公里的連接，但由於電光轉換需要額外的組件，例如光學DSP、跨阻放大器 (TIA)、激光驅動器和激光器，因此更加複雜、耗電且成本更高。這些光纜集成了先進的數字信號處理器 (DSP) 和複雜的光學組件，可高速傳輸和接收光信號。AOC 可以支持比銅纜更長的線纜長度，而且更薄更輕。雖然這使得它們更易於部署，但光學技術本身並不可靠，因爲光學性能會隨溫度變化，並且最終必然會失效。光學DSP電子設備會顯著增加延遲，從而降低網絡性能。添加光學引擎和DSP的成本很快就會變得非常高昂，其成本最高可達銅纜的5倍。同樣的組件還會顯著增加電纜的功耗，從而增加數據中心運營的能源需求。銅纜和光纖之外的第三種選擇所有這些都使得超大規模數據中心運營商需要一種解決方案，既能克服銅纜和光纖技術的侷限性，又能保持大規模部署的成本效益。於是，第三個選擇出現了：e-Tube，這是一箇可擴展的多太比特互連平臺，通過塑料介質波導傳輸射頻數據。如圖2所示，有源射頻電纜 (ARC) 採用 e-Tube 技術，集成毫米波射頻發射器，將電域的太比特數據上變頻至射頻域。天線輻射無線信號，並通過 e-Tube 核心進行傳播。在另一端，互補的毫米波射頻接收器和天線接收無線信號並將其轉換回電信號。對於通過 ARC 連接的兩個系統而言，該互連如同一個電系統。ARC 負責管理電信號到射頻以及射頻到電信號的轉換，使轉換過程對兩個連接的系統透明。使用塑料作爲電纜介質，可以以低成本高效地傳輸數據。e-Tube 線纜採用常見的低密度聚乙烯 (LDPE) 材料製成，不會像銅線那樣受到高頻損耗的影響，使其成爲一種可擴展的互連方案，可用於 56G 至 224G 及更高的任何數據速度。用於數據傳輸的低功耗射頻發射器和接收器 IC 實現了業界最佳的 3pj/bit 能效，且延遲僅爲皮秒級。更輕、更薄、更低功耗其結果是，電纜的覆蓋範圍比銅纜高出 10 倍，重量減輕 5 倍，厚度減少 2 倍，功耗降低 3 倍，延遲降低 1,000 倍，成本降低 3 倍。e-Tube 滿足了銅纜和光纖互連技術無法實現的帶寬需求。隨着數據中心向 1.6T 和 3.2T 速度過渡，它是機架內和相鄰機架連接的理想銅纜替代品。爲了加速部署，這項創新的互連技術 e-Tube RF SoC 採用成熟、標準的半導體工藝技術和成熟的 IC 封裝技術製造。數十年來，連接器和線纜的“連接化”一直採用銅雙軸製造技術進行量產。線纜設計符合行業定義的 MSA 封裝規格，例如 OSFP 和 QSFP-DD，如圖 3 所示。這爲不同的系統設計提供了靈活性，因爲它有助於確保與不同製造商的現有網絡基礎設施設備的兼容性。隨着數據中心硬件快速發展以支持 LLM 和生成式 AI 計算需求，需要第三種互連方案來緩解銅纜的限制，其價格和能源效率遠低於光纖。基於塑料介質的 e-Tube RF 有望徹底改變計算結構互連，它提供獨特的功率效率、更長的電纜覆蓋範圍、更低的延遲和成本點組合，可在未來幾年內擴大數據中心的 AI 集羣規模。https://www.allaboutcircuits.com/industry-articles/beyond-copper-and-optical-a-new-interconnect-eyes-next-gen-data-centers/半導體精品公衆號推薦專注半導體領域更多原創內容關注全球半導體產業動向與趨勢*免責聲明：本文由作者原創。文章內容系作者個人觀點，半導體行業觀察轉載僅爲了傳達一種不同的觀點，不代表半導體行業觀察對該觀點贊同或支持，如果有任何異議，歡迎聯繫半導體行業觀察。今天是《半導體行業觀察》爲您分享的第4027期內容，歡迎關注。『半導體第一垂直媒體』實時 專業 原創 深度公衆號ID：icbank喜歡我們的內容就點“在看”分享給小夥伴哦 (本文内容不代表本站观点。) --------------------------------- |
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