Pēdējo divu gadu laikā gandrīz visa uzmanība ir pievērsta GPU, skaitļošanas jaudai un progresīviem procesa mezgliem.Palielinoties vienas kartes veiktspējai un AI klasteriem paplašinās līdz desmitiem tūkstošu paātrinātāju, klusībā ir parādījusies būtiska pretruna:
Dati vairs nevar efektīvi plūst visā sistēmā.
To var saprast ar vienkāršu pilsētas metaforu:
Aprēķinu mezgli ir kā debesskrāpji, kas katru gadu kļūst garāki un jaudīgāki.Tomēr ceļi, kas savieno šīs ēkas, nekad nav sinhronizēti.Rezultāts ir skaidrs — jaudīga aparatūra ir gatava, taču datu plūsma kļūst ļoti pārslogota.
Pārdomu rosinošākais skats no šī ziņojuma ir pārsteidzošs:
448G laikmetā mikroshēmas un pat optiskie moduļi būtībā ir pilnībā nobrieduši un gatavi masveida izvietošanai.
Patiesā vājā vieta ir ilgstoši novārtā atstātajā aparatūrā: savienotājos, fiziskajās saitēs un visā elektrisko starpsavienojumu ekosistēmā.
Kad galvenais izaicinājums pāriet no nepietiekama skaitļošanas jauda uz nepietiekams sistēmas joslas platums,
un sašaurinājums pārvietojas no mikroshēmas iekšpuses uz starp mikroshēmām un plauktiem,
AI infrastruktūras konkurences loģika tiek pilnībā pārrakstīta.
Ziņojuma pamattēma
Sprādzienbīstams AI pieprasījums iespiež datu centrus 448G ātrgaitas starpsavienojumu laikmetā.Nozares izaicinājums vairs nav tehnoloģiskā iespējamība, bet gan tas, vai pilna starpsavienojumu sistēma, tostarp SerDes, savienotāji un optiskās saites, var iet kopsolī ar AI eksponenciālo izaugsmi.
Problēmas būtība: AI paplašināšanās ir vienāda ar eksplozīvu savienojumu pieprasījumu
Ziņojumā ir izvirzīts galvenais spriedums: liela mēroga AI klasteri veicina sprādzienbīstamu, eksponenciālu datu centra joslas platuma pieaugumu.Trīs galvenie mērogošanas ceļi nosaka turpmāko starpsavienojumu attīstību:
- Palielināšana (servera iekšienē): Lielāks ātrums 448G/joslā SerDes un uzlabots iepakojuma blīvums
- Mērogojams (no plaukta uz plauktu): Paplašināti optiskie kanāli ar 8/16/32 joslu augsta blīvuma pārraidi
- Scale-Across (vairāku datu centrs): liela mēroga optiskais tīkls tālsatiksmes resursu plānošanai
Galvenais secinājums: AI lielākais sāpju punkts vairs nav nepietiekama skaitļošana, bet gan nepietiekama starpsavienojuma spēja.
Vispārējā tendence: visa nozare virzās uz 448G starpsavienojumu
Ziņojuma centrā ir galvenais standarts: 448G uz joslu.
Iemesls 448G kļūst neizbēgams:
Atbalstiet īpaši lielas AI klastera joslas platuma prasības un izveidojiet PB līmeņa komutācijas jaudu.
Nobrieduši tehniskie pamati jau ir izveidoti:
3 nm CMOS process nodrošina vairāk nekā 100 GHz augstfrekvences joslas platumu,
224GS/s ātrgaitas DAC/ADC,
un nākamās paaudzes augstas veiktspējas SerDes arhitektūra.
Īsumā: mikroshēmas aparatūra ir pilnībā sagatavota 448G jaunināšanai.
Patiesais šķērslis: nevis mikroshēmas, bet gan fiziskās saites ierobežojumi
Šis ir vissvarīgākais ziņojuma ieskats.
1. Smagie SerDes fiziskie ierobežojumi
Nepieciešams 112 GHz darbības joslas platums, nervozitāte zem 100 fs un īpaši augstas SNR prasības, kas tuvina ātrgaitas elektriskos SerDes fiziskām robežām.
2. Savienotāji kļūst par īsāko dēli
Esošās OSFP struktūras tik tikko var atbalstīt PAM6 modulāciju.
Tradicionālie savienotāji nevar pielāgoties PAM4 liela ātruma scenārijos.
Skaidrs secinājums: nākotnes 448G lietojumprogrammas nevar paļauties uz mūsdienu mantotajiem savienotāju risinājumiem.
3. Nopietni signāla integritātes riski
Augstas frekvences zudumi, šķērsrunu traucējumi un BGA pārejas vājās vietas ierobežo stabilu pārraidi.
Nozares risinājumi koncentrējas uz elastīgām starpsavienojumu un 2D augsta blīvuma savienojumu arhitektūrām.
Modulācijas shēmas sacensības: PAM4 vs PAM6 vs PAM8
Ziņojumā ir veikts padziļināts trīs galveno modulācijas formātu salīdzinājums:
- PAM4: liels joslas platuma pieprasījums, taču visnobriedušākais, stabilākais un rentablākais
- PAM6: Augstāks SNR slieksnis, palielinātas projektēšanas grūtības
- PAM8
: Lielāks teorētiskais blīvums ar ierobežotiem praktiskiem ieguvumiem un pārmērīgu sarežģītību
Galvenais secinājums: augstākas pakāpes modulācijas papildu priekšrocības nevar kompensēt pieaugošās izmaksas un tehniskos riskus.
Pat līdz 2028. gadam PAM4 joprojām būs vienīgais uzticamais un plaši izplatītais risinājums liela mēroga izvietošanai.
Optiskais starpsavienojums: pilnībā nobriedis, lai pārņemtu turpmākos jauninājumus
Optiskā tehnoloģija ir kļuvusi par visdrošāko sasniegumu:
- 448G vienas joslas optiskā pārraide ir pilnībā pārbaudīta
- Atbalstiet 2 km tālsatiksmes pārraidi un 3,2 Tbps liela mēroga komutācijas sistēmu
- Bezvadītāja TFLN tehnoloģija un uzlabotie EML modulatori vēl vairāk samazina enerģijas patēriņu
Optiskie moduļi nav šķērslis — tie ir galvenais sasniegums nākamās paaudzes AI starpsavienojumiem.
Pēdējais pamatspriedums
- AI vadīts, globālais datu centra joslas platums pilnībā ieiet 448G laikmetā.
- Mikroshēmas un optiskie moduļi ir tehniski gatavi, savukārt elektriskās saites, savienotāji un mantotā infrastruktūra ievērojami atpaliek.
- Nākotnē AI skaitļošanas jaudas konkurence vairs nebūs vērsta uz vienas mikroshēmas veiktspēju.
Konkurētspējas pamatnostādnes noteiks sistēmas līmeņa starpsavienojuma iespējas.
Kopsavilkums
AI ir salauzis sākotnējo līdzsvaru starp skaitļošanu un pārraidi.
Jaunajā 448G laikmetā starpsavienojums aizstāj skaitļošanas jaudu kā galveno ierobežojumu.
Ikviens, kurš pārvalda ātrgaitas saites, savienotājus un optiskos starpsavienojumus, ieņems dominējošo stāvokli nākamajā AI infrastruktūras konkurences vilnī.