本文來(lái)自微信公眾號(hào)“IDC圈”，作者/零點(diǎn)。
數(shù)據(jù)中心是數(shù)字經(jīng)濟(jì)的核心基礎(chǔ)設(shè)施，隨著互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的快速發(fā)展，特別是AI大模型技術(shù)的爆發(fā)，數(shù)據(jù)中心開(kāi)始向高算力、高密度、高互聯(lián)發(fā)展，同時(shí)對(duì)算力高效、節(jié)能、安全的互聯(lián)互通也提出了全新的挑戰(zhàn)。
在這樣的背景下，如何提升數(shù)據(jù)中心的能效和性能，并降低初始投資建設(shè)成本，在滿足業(yè)務(wù)穩(wěn)定、安全運(yùn)行下，實(shí)現(xiàn)綠色化、智能化、高效化的高質(zhì)量發(fā)展目標(biāo)，成為了行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。
智算時(shí)代的挑戰(zhàn)
據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021年我國(guó)數(shù)據(jù)中心能耗約為2166億千瓦時(shí)，占社會(huì)總用電量2.6%，并且隨著數(shù)據(jù)量和計(jì)算需求的增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)中心能耗將持續(xù)上升。如何提高數(shù)據(jù)中心的能效，降低其對(duì)環(huán)境的影響，是業(yè)界面臨的重大挑戰(zhàn)和責(zé)任。
為此，我國(guó)出臺(tái)了一系列政策和標(biāo)準(zhǔn)，引導(dǎo)和規(guī)范數(shù)據(jù)中心的綠色發(fā)展。如工信部等三部門(mén)發(fā)布了《關(guān)于加強(qiáng)綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》，提出到2022年，新建大型及以上數(shù)據(jù)中心的電能使用效率值（PUE）達(dá)到1.4以下，高能耗老舊設(shè)備基本淘汰，清潔能源應(yīng)用比例大幅提升。行業(yè)在技術(shù)端也紛紛發(fā)力，研發(fā)能效更高的技術(shù)、產(chǎn)品和解決方案，以滿足算力時(shí)代的綠色發(fā)展需求。
進(jìn)入2023年，ChatGPT引爆了AI大模型產(chǎn)業(yè)，也帶動(dòng)了AI在自然語(yǔ)言處理、計(jì)算機(jī)視覺(jué)等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，相關(guān)產(chǎn)業(yè)對(duì)算力和傳輸?shù)男枨蠛吞魬?zhàn)也隨之增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止7月中旬，僅我國(guó)企業(yè)發(fā)布的AI大模型產(chǎn)品就已經(jīng)達(dá)到了112個(gè)。龐大的智能算力需求，推動(dòng)數(shù)據(jù)中心快速進(jìn)入了智算時(shí)代。
AI大模型的訓(xùn)練和推理需要大量的數(shù)據(jù)和計(jì)算資源，對(duì)數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)帶寬、延遲、穩(wěn)定性等提出了更高的要求，需要高性能計(jì)算網(wǎng)絡(luò)來(lái)支撐。高性能計(jì)算網(wǎng)絡(luò)需要解決兩個(gè)核心問(wèn)題：一是如何提高網(wǎng)絡(luò)帶寬和吞吐量，二是如何降低網(wǎng)絡(luò)延遲和抖動(dòng)。
行業(yè)需要一種綠色、節(jié)能、高效、高質(zhì)量的全新通信技術(shù)。
“輕有源”
在這樣的背景下，上市公司立訊精密下屬子公司立訊技術(shù)經(jīng)過(guò)理論推導(dǎo)與實(shí)踐驗(yàn)證，提出了一種兼具節(jié)能與高效的高質(zhì)量通信技術(shù)——“輕有源”。
“輕有源”技術(shù)是指基于高速裸線數(shù)據(jù)庫(kù)及光電轉(zhuǎn)換等手段，采用波束整形、時(shí)間重構(gòu)、芯片直驅(qū)方式，對(duì)高速傳輸鏈路的信號(hào)質(zhì)量進(jìn)行恢復(fù)，以達(dá)到降低功耗、延長(zhǎng)傳輸距離、降低成本目的的技術(shù)。
其中——
“輕”是指的應(yīng)用方案帶來(lái)的低成本和低功耗（相對(duì)于傳統(tǒng)的方案），達(dá)到延長(zhǎng)高速電信號(hào)傳輸距離（變長(zhǎng)），或同等距離下減小線徑（變細(xì)），同等光傳輸功耗降低及時(shí)延縮短，實(shí)現(xiàn)整體降低成本和功耗的目的。
“有源”是指的主動(dòng)器件在高速信號(hào)傳輸過(guò)程中的補(bǔ)償，通過(guò)模擬或者數(shù)字電路對(duì)高速信號(hào)的傳輸進(jìn)行處理，解決信號(hào)傳輸數(shù)據(jù)丟失或者失真的問(wèn)題。
相比傳統(tǒng)的被動(dòng)銅纜和主動(dòng)光纜，“輕有源”技術(shù)能夠有效提升數(shù)據(jù)中心能效，降低數(shù)據(jù)中心建設(shè)成本。
提效：“輕有源”技術(shù)可以通過(guò)降低高速信號(hào)的功耗，減少耗電和發(fā)熱，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心整體的節(jié)能降耗。據(jù)估算，“輕有源”方案相比傳統(tǒng)AOC光模塊能耗降低可達(dá)20%-60%，對(duì)散熱要求也更小。
降本：采用“輕有源”技術(shù)的產(chǎn)品，電互連通過(guò)線性波束整形及信號(hào)重構(gòu)的方案，光互連采用光芯片物理層訊號(hào)Direct-Drive的方案，使用的銅纜或光纜更細(xì)、更輕，并去除了功耗較高的數(shù)字芯片，整體降低了材料成本和運(yùn)維成本。
在此基礎(chǔ)上，“輕有源”技術(shù)通過(guò)對(duì)信號(hào)質(zhì)量進(jìn)行恢復(fù)和提升，實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)距離的高速傳輸，進(jìn)而提高了數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)性能和算力效率。
“輕有源”作為一種高速信號(hào)傳輸方案，在提高信號(hào)質(zhì)量，降低功耗，延長(zhǎng)傳輸距離上有極強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，特別在高性能計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中可以提供更高的帶寬和更低的延遲，因此在AI大模型的訓(xùn)練和推理場(chǎng)景中，可以起到良好的支撐作用。
技術(shù)引領(lǐng) 生態(tài)共建
我們認(rèn)為，“輕有源”代表一種新型的數(shù)據(jù)中心互連解決方案，這或許是未來(lái)綠色數(shù)據(jù)中心發(fā)展的趨勢(shì)所向。
在國(guó)內(nèi)，騰訊率先使用ACC（Linear方案）銅纜纜替代AOC線纜，自2019年開(kāi)始大批量使用，56G一代繼續(xù)進(jìn)行延展，已經(jīng)布局到多個(gè)數(shù)據(jù)中心，預(yù)期112G一代會(huì)繼續(xù)使用。此外如百度、美團(tuán)、拼多多等也在逐步跟進(jìn)導(dǎo)入56G ACC（Linear方案）的應(yīng)用。
國(guó)外方面，微軟、亞馬遜、甲骨文等在56G一代已經(jīng)大批量使用AEC方案，部署在常規(guī)數(shù)據(jù)中心、超級(jí)計(jì)算、智能AI運(yùn)算等領(lǐng)域。Meta、谷歌、英偉達(dá)等云服務(wù)提供廠商，針對(duì)未來(lái)Linear AOC以及CPO的應(yīng)用持肯定態(tài)度，已經(jīng)有多個(gè)并行項(xiàng)目在進(jìn)行評(píng)估。
同時(shí)，“輕有源”的發(fā)展也得到了行業(yè)協(xié)會(huì)和標(biāo)準(zhǔn)組織的支持和推動(dòng)。例如，IPEC組織協(xié)會(huì)已對(duì)Linear Optical方案立項(xiàng)，OIF協(xié)會(huì)組織進(jìn)行了系統(tǒng)的測(cè)試驗(yàn)證等。
立訊技術(shù)在相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)行了大量技術(shù)儲(chǔ)備和生態(tài)體系建設(shè)，在技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品豐富、品質(zhì)保障、客戶認(rèn)可等方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。
立訊技術(shù)“輕有源”產(chǎn)品線覆蓋了電互連和光互連的各種應(yīng)用場(chǎng)景，如外部互連高速銅纜、內(nèi)部互連高速銅纜、高速背板連接器及線纜等。這些產(chǎn)品不僅可以滿足不同的速率、距離、功耗等需求，還可以實(shí)現(xiàn)與各種標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議的兼容與互通。
此外，立訊技術(shù)為“輕有源”方案建立了完善的品質(zhì)保障體系，從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、測(cè)試到交付，都采用了嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)和流程，確保產(chǎn)品的性能和可靠性，并與國(guó)內(nèi)外電芯片及光芯片廠商合作較為緊密，能夠提供給到芯片廠商原始數(shù)據(jù)及算法來(lái)優(yōu)化系統(tǒng)帶寬與線性度設(shè)計(jì)，從而共同開(kāi)發(fā)取得最新的芯片及服務(wù)來(lái)支持立訊“輕有源”產(chǎn)品。
作為一種低成本、低能耗的技術(shù)解決方案，“輕有源”技術(shù)可以有效提升數(shù)據(jù)中心能效和算力的技術(shù)創(chuàng)新，具有節(jié)能降耗、提高信號(hào)質(zhì)量、延長(zhǎng)傳輸距離、降低成本等多重價(jià)值，具有廣闊的市場(chǎng)前景和應(yīng)用潛力。“輕有源”技術(shù)的普及與廣泛應(yīng)用，將進(jìn)一步提升企業(yè)數(shù)據(jù)中心的綠色低碳水平和競(jìng)爭(zhēng)力，在助力算力產(chǎn)業(yè)高效、節(jié)能、安全、智能化發(fā)展方面將發(fā)揮不可替代的重要作用。
