随着AI技术的迅猛发展，形形色色的AI利用走入各人的工作、进建和生涯傍边，好比Chatbot（谈天机械人）、虚构主播、AIPC（人为智能幼我电脑，Artificial Intelligence Personal Computer）等
。为了让用户获取更好的利用履历，更快地响应时效要求，必要更好的大说话模型，更大规模的模型参数量
。

相信各人也关注到，近期行业颁布的Llama 3.1 模型，参数规模已达到惊人的4050亿
。

如此重大的模型训练离不开超大规模智算中心的支持，近期马斯克在社交平台上颁发：xAI公司已经起头在超等推算中心的“Supercluster”进行训练，该集群由10万个液冷H100 GPU组成，10万张GPU算力卡的互联必要高速网络通路
。

随着智算中心集群规模的不休扩张，光市场已经占据数据中心越来越多的份额
。在100G时期，光
？楹屯绲谋壤嘉1:1；到了400G时期，光
？楹屯绲谋壤湮7:3，光
？樵诩褐械某烈圆谎远
。本文将萦绕光
？槭，分析传统DSP
？榈闹匾г，结合LPO技术进行失效能对比分析，会商LPO
？榈挠攀频氐
。

 

一、算力网络中光
？榈慕

谈到光
？楦魅瞬换崮吧，有网络的处所就会有光
？榈睦
。那么算力网络中会部署哪种光
？槟
？

下图展示了目前智算中心RoCE以太网规划的主流网络架构，服务器端通过400G高速网卡接入到算力网络中，搭载51.2T互换芯片的数据中心互换机组成三级架构支持万卡以上的集群规模
。

 

 

不难看出智算中心对
？樗俣鹊囊笠丫锏搅400G，互换机互联的部门甚至能够思考选取800G互联
。

目前主流51.2T的互换芯片是112G SerDes，因而互换机侧的400G光
？槎杂κ荙112的封装，网卡侧目前重要是OSFP的封装，部署时凭据距离选择对应长度的型号即可
。

 

 

二、DSP光
？楣ぷ鞯览

以400G Q112 VR4
？槲治鯠SP光
？榈墓ぷ鞯览硪约案鞑考的关键作用
。（SR、DR
？榻峁雇即筇逡谎，只是所用的电光转换规划分歧，SR用VCSEL，DR用EML或者硅光） 

 

1、互换芯片发送4*112Gbps PAM4电信号进入光
？橹

2、DSP芯片会将经过的电信号进行沉整形而后发到Driver端

3、Driver作为驱动将电信号传输到激光器处

4、VCSEL激光器把电信号转光信号并发到光纤

5、光信号经过光纤达到对端光
？榈腜D光电二极管阵列后被转换成电信号

6、TIA将转换后的电信号进行信号放大并送到DSP芯片

7、DSP芯片再次将电信号进行沉整型后发送到互换机芯片上

 

三、光
？槭苤副

失效能为何被关注

相较于互换机、服务器等设备，光
？榈慕峁蛊涫凳潜攘Φヒ坏，但就是如此单一的光
？樵谒懔ν缰幸彩侵凉爻烈拇嬖
。固然单一
？榈氖鼙攘Φ，但是放在万卡以上的集群中也会被放大数倍
。
？榈氖Щ嵩斐煽隙ǜ怕实墓收喜，故障又会导致训练业务的中断，沉新启动训练必要额表的耗时，无形中增长了集群的运营成本
。因而光
？榈氖鼙匾黄鞒疗鹄
。

 

失效能指标界说

FIT（Failures In Time）失效能是一个衡量产品或系统在单元功夫内产生故障的频率的指标
。它通常用来描述在一按功夫领域内，特定数量的产品或系统预计会出现几多次故障
。FIT是一个无穷纲值，暗示的是每十亿幼时内的故障次数
。例如，若是一个产品在10亿幼时内产生了100次故障，那么它的FIT失效能就是100 FIT
。这暗示在观察的功夫段内，每十亿幼时能够预期会产生100次故障
。

光
？榈氖=
？橹兴性骷失效能的求和，好比某个光
？榈睦砺凼=155.63FIT，意味着在十亿幼时内能够预期会产生155.63次失效
。

单一
？椴淮问匾挠资笔=10亿/155.63≈8647744（幼时）换算成一个好理解的方式即为单个
？樵8647744个幼时内会出现一次失效，单看这个数据感触
？榈目康米⌒约雀，但放在整个集群中我们来看看具体数据
。

 

 

如图所示，我们列举了分歧集群规模下所必要的光
？槭恳约八泄饽
？椴淮文
？槭У木嗬牍Ψ，不难看出这是一个随着
？槭勘浯蠖サ鞯菁醯暮
。

单一
？榈氖茉谕蚩ㄒ陨系募汗婺Ｖ斜环糯罅，理论上在32K卡的集群中或许每两天就会产生一次
？槭，这样来看
？榈氖芑故窍嗟敝档霉刈⒌
。

 

导致光
？槭鼙涠闹匾煞

有两个重要成分会引起失效能变动，一个是
？槟诓康脑骷数量，另一个是
？樽陨淼墓ぷ魑露
。

具体变动关系是：

1、
？樵骷越少，失效能越低

2、
？楣ぷ魑露仍降，失效能越低

 

传统DSP光
？槭芊治

传统DSP
？楣婊谑芊矫婊勾嬖谝韵氯钡悖

1、
？樵骷多、工作温度高：DSP
？椴唤鲇蠨SP芯片，还蕴含周边的晶体振荡器、Flash、电源等一系列芯片，且功耗占比超过50%，会显著提升
？榈墓ぷ魑露
。

2、
？樵骷自身失效能高：DSP
？槿羰茄∪ML或VCSEL规划，会蕴含多颗分离的III-V族激光器，而激光器自身的失效能就会偏高
。

基于以上分析能够看到导致DSP
？槭У闹匾蚴瞧骷数量多、工作温度高，好比DSP及周边芯片、EML/VCSEL激光器等
。要想降低
？榈氖芑故堑么颖驹饩鑫侍，下面我们来介绍一下LPO(Linear-drive Pluggable Optics）
？楣婊
。

 

四、LPO光
？榻饩龉婊

LPO
？ 

 

LPO 
？槿サ袅舜矰SP
？橹械腄SP芯片，利用互换芯片中DSP进行电信号的处置，
？榈毖∪⊥ɡ艿腄river和TIA芯片，并选用相宜的电光转换规划，即能够实现优异的传输机能
。电光转换部门能够选取VCSEL、EML或者硅光规划，硅光拥有更好的线性度、更低的电反射
。为了保险供给以及更高的靠得住性，Ggpoker官网网络选取了硅光技术规划
。更多LPO基础概想的介绍能够参考往期文章揭秘智算中心网络建设新利器：LPO技术的出现
。

 

LPO
？槭芊治 

 

 

上述图表展示了400G
？樵谝谎
？楣ぷ魑露55°C情况下，分歧技术规划的失效能比例关系

Ｄ芄豢吹皆谝谎
？楣ぷ魑露认，LPO+硅光规划的失效能更低，其他规划失效能为LPO+硅光规划的1.31～2.34倍左右
。

这样的对譬喻式是从理论上评估分歧
？榈氖，因而会节造工作温度维持不变
。而在现实部署中，LPO+硅光
？榈墓ぷ魑露认嘟嫌贒SP规划会更低，因而失效能能够得到进一步的降低
。 

 

如上图所示，在一样的环境温度情况下，LPO
？榈工作温度比DSP
？橐15°C左右
。 

 

结合上述图表，能够看到LPO
？槲露却55°C降低到40°C后，失效能降落了50%，具备更高的靠得住性
。 

 

从现实部署场景来看，将分歧技术规划的400G
？榉旁谝谎环境温度下进行对比，可能看到LPO+硅光规划的失效能得到进一步降低，这就是
？楣ぷ魑露较低带来的收益
。

 

总结

基于以上理论分析结合现实数据来看，LPO+硅光的规划相较于其他规划而言失效能是较低的
。主题原因在于以下两点：

1、移除DSP芯片：去掉DSP芯片后能够较大幅度降低
？楣ぷ魑露，降低因高温给激光器带来的影响
。

2、选取硅光技术：如下图所示，光电转换部门选取硅光规划后能够让硅光芯片掌管信号调造，Laser仅必要提供直流光，无需调造信号
。对比EML规划必要4个激光器以及TEC，硅光规划的Laser只必要1个，削减了
？樵骷的数量，降低失效能
。

 

 

 

五、LPO光
？榛懿问

只具备更低的
？槭芑共患耙匀肔PO
？榇鍰SP
？，我们还应评估光
？榈目捎眯，也就是关注BER（误码率）和SEN（活络度），这两个指标的机能参数必要能达到和谈门限的尺度
。

 

光
？锽ER&SEN评估步骤 

 

通过调节光衰减的大幼，得到分歧RX光功率下的BER，将所有测试了局汇总到一路绘造成BO曲线
。 

 

当光功率一向调
。ㄍ急碇泻嶙晗蜃蟮髡飨颍，直到BER蹬宗FEC门限划定的2.4e-4（图表中纵坐标向上调整趋向）时，纪录此时的光功率就是光
？榈幕盥缍龋⊿EN）
。通常的BER都是在没有加光衰减器的情况下测试的，即在BER error floor区间测试的了局
。

SEN越幼注明光
？樵侥苋萑谈椎墓夤β，对现实的部署有比力大的援手，好比由于接头脏污、发端光功率变幼、光纤接头插损大等会造成光功率变幼的情况
。

 

LPO DR
？榈幕懿问

以下是分歧规划
？樵诔Ｎ露滔顺【爸械牟馐允 

 

从BER图表数据能够看到以下景象：

1、LPO DR
？榈腂ER和和谈门限相迸仔5个数量级的余量
。

2、LPO DR与DSP+硅光规划的BER参数靠近，且优于DSP+EML规划 2～3个数量级
。 

 

从SEN图表数据看到以下景象：

1、LPO DR
？榈腟EN和和谈门限相迸仔3.5dB的左右余量
。

2、三种规划在SEN参数方面相差不大
。

 

基于以上景象能够得出结论：LPO+硅光机能参数靠近DSP+硅光，优于DSP+EML规划，因而能够代替现有的DSP DR规划
。

 

六、LPO光
？榈钠渌找

LPO光
？槌烁呖康米⌒约案呖捎眯哉饬降惚，在其他维度也具备肯定的价值收益
。

1、更低功耗：去掉DSP芯片后，光
？榈淖畲蠊哪芄唤档51.3%左右，低于4W（壳温70℃测试）
。 

 

2、更低时延：
？橹猩倭薉SP芯片，削减一跳，时延能够降低95%，满足更低延长的利用场景
。 

 

3、优良供给：传统DSP
？榈腄SP芯片和VCSEL激光器目前供给比力严重，且交期比力长，大规模交付有供给风险
。LPO
？楣婊サ袅薉SP芯片，并且选取硅光技术，预防使用供给严重的DSP芯片和VCSEL芯片，在肯定水平上躲避了关键器件的供给风险
。

 

七、Ggpoker官网LPO光
？椴 

 

 

Ggpoker官网网络聚焦AIGC算力网络场景规划设计了三款LPO DR的自研光
？，满足以下三种网络架构的互联需要
。

 

 

目前在共同各大厂进行适配测试工作，敬请等待
。

Ggpoker官网网络，作为GenAI时期的全栈服务专家，致力于为企业提供覆盖IaaS到PaaS的全栈产品及解决规划
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