Google: adopt light switch!

Google: adopt light switch!

– Speeding up data processing and reducing power consumption with “optical switches” –

data center
Server-to-server connection

Various servers in the data center are connected with an “optical switch”.

A switch ASIC (application-specific IC) is mounted on the network switch.

ASIC processing power:

-Increase in data volume-

The processing power of ASICs is increasing faster than Moore’s Law.

There is also the “introduction of a server specialized for AI learning,” which will spur an increase in the amount of data processed.

Optical switches are considered promising for speeding up data processing and suppressing increases in power consumption.

-Google Adopts Optical Switch-

August 2022,

Google, which operates a large-scale DC, has operated some data centers with optical switches instead of electrical switches.

Achieved a 40% reduction in power consumption while operating at five times the speed of conventional devices.

-Various types of optical switches-

There are various types of optical switches.

MEMS mirror method:

Google uses a micro-electro-mechanical system (MEMS) mirror method.

A high voltage is applied to the mirror on the semiconductor chip to mechanically switch the optical path.

Disadvantages of the MEMS mirror method:

This optical switch can “handle more than 100 optical paths with low optical loss”.

However, “about 10 milliseconds are required for the switching time”.

Because it is a mechanical action, it poses challenges for long-term reliability and mass production.

Japan National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST):

– A high-speed optical switch that solves this problem –

With “optical integrated circuits made of silicon”,

A high-speed optical switch that switches in just a few microseconds is under development.

Features of high-speed optical switches:

The high-speed optical switch is a method of switching the optical path with a micro-heater integrated on the optical circuit.

It has no mechanically moving parts and is highly reliable over the long term.

In addition, it can be mass-produced by a method similar to that of semiconductors, and the manufacturing cost is low.

high speed optical switch
Proven by AIST

AIST was the first in the world to demonstrate this type of optical switch.

Since then, we have always been in a leading position in the technological development of high-speed optical switches.

from now on,

Enables handling of “optical signals with wavelengths and polarizations actually used in data centers”.

new switch

https://newswitch.jp/p/35822

Optical switch: Realization of data transmission of 125 million Gbits per second

https://www.aist.go.jp/aist_j/magazine/20210831.html

Google : adoptez l’interrupteur d’éclairage !

– Accélérer le traitement des données et réduire la consommation d’énergie grâce aux “commutateurs optiques” –

centre de données
Connexion serveur à serveur

Différents serveurs du centre de données sont connectés avec un “commutateur optique”.

Un commutateur ASIC (IC spécifique à l’application) est monté sur le commutateur réseau.

Puissance de traitement ASIC :

-Augmentation du volume de données-

La puissance de traitement des ASIC augmente plus rapidement que la loi de Moore.

Il y a aussi “l’introduction d’un serveur spécialisé pour l’apprentissage de l’IA”, qui va stimuler une augmentation de la quantité de données traitées.

Les commutateurs optiques sont considérés comme prometteurs pour accélérer le traitement des données et supprimer les augmentations de la consommation d’énergie.

-Google adopte le commutateur optique-

août 2022,

Google, qui exploite un DC à grande échelle, a exploité certains centres de données avec des commutateurs optiques au lieu de commutateurs électriques.

Atteint une réduction de 40 % de la consommation d’énergie tout en fonctionnant à cinq fois la vitesse des appareils conventionnels.

-Divers types de commutateurs optiques-

Il existe différents types de commutateurs optiques.

Méthode miroir MEMS :

Google utilise une méthode de miroir de système micro-électro-mécanique (MEMS).

Une haute tension est appliquée au miroir sur la puce à semi-conducteur pour commuter mécaniquement le chemin optique.

Inconvénients de la méthode miroir MEMS :

Ce commutateur optique peut “gérer plus de 100 chemins optiques avec une faible perte optique”.

Cependant, “environ 10 millisecondes sont nécessaires pour le temps de commutation”.

Parce qu’il s’agit d’une action mécanique, cela pose des défis pour la fiabilité à long terme et la production de masse.

Institut national japonais des sciences et technologies industrielles avancées (AIST) :

– Un commutateur optique à grande vitesse qui résout ce problème –

Avec des “circuits intégrés optiques en silicium”,

Un commutateur optique à grande vitesse qui commute en quelques microsecondes est en cours de développement.

Caractéristiques des commutateurs optiques à grande vitesse :

Le commutateur optique à grande vitesse est une méthode de commutation du chemin optique avec un micro-élément chauffant intégré sur le circuit optique.

Il ne comporte aucune pièce mécaniquement mobile et est extrêmement fiable à long terme.

De plus, il peut être produit en série par un procédé similaire à celui des semi-conducteurs, et le coût de fabrication est faible.

commutateur optique à grande vitesse
Prouvé par l’AIST

AIST a été le premier au monde à faire la démonstration de ce type de commutateur optique.

Depuis lors, nous avons toujours occupé une position de leader dans le développement technologique des commutateurs optiques à grande vitesse.

désormais,

Permet la gestion des “signaux optiques avec des longueurs d’onde et des polarisations réellement utilisées dans les centres de données”.

nouvel interrupteur

Commutateur optique : Réalisation de transmission de données de 125 millions de Gbits par seconde

Google: Lichtschalter adoptieren!

– Beschleunigung der Datenverarbeitung und Reduzierung des Stromverbrauchs mit “optischen Schaltern” –

Rechenzentrum
Server-zu-Server-Verbindung

Verschiedene Server im Rechenzentrum sind mit einem „optischen Switch“ verbunden.

Auf dem Netzwerk-Switch ist ein Switch-ASIC (anwendungsspezifischer IC) montiert.

ASIC-Rechenleistung:

-Erhöhung des Datenvolumens-

Die Rechenleistung von ASICs steigt schneller als das Mooresche Gesetz.

Hinzu kommt die „Einführung eines auf KI-Lernen spezialisierten Servers“, der zu einer Erhöhung der verarbeiteten Datenmenge führen wird.

Optische Schalter gelten als vielversprechend, um die Datenverarbeitung zu beschleunigen und den Anstieg des Stromverbrauchs zu unterdrücken.

-Google übernimmt optischen Schalter-

August 2022,

Google, das ein großes Rechenzentrum betreibt, hat einige Rechenzentren mit optischen Schaltern statt mit elektrischen Schaltern betrieben.

Erzielte eine Reduzierung des Stromverbrauchs um 40 % bei einem Betrieb mit der fünffachen Geschwindigkeit herkömmlicher Geräte.

-Verschiedene Arten von optischen Schaltern-

Es gibt verschiedene Arten von optischen Schaltern.

MEMS-Spiegelmethode:

Google verwendet ein mikroelektromechanisches System (MEMS)-Spiegelverfahren.

An den Spiegel auf dem Halbleiterchip wird eine Hochspannung angelegt, um den Lichtweg mechanisch umzuschalten.

Nachteile des MEMS-Spiegelverfahrens:

Dieser optische Schalter kann “mehr als 100 optische Pfade mit geringem optischen Verlust handhaben”.

Allerdings seien „etwa 10 Millisekunden für die Umschaltzeit erforderlich“.

Da es sich um eine mechanische Aktion handelt, stellt sie Herausforderungen an die langfristige Zuverlässigkeit und die Massenproduktion.

Japan National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST):

– Ein optischer Hochgeschwindigkeitsschalter, der dieses Problem löst –

Mit „optischen integrierten Schaltkreisen aus Silizium“,

Ein optischer Hochgeschwindigkeitsschalter, der in nur wenigen Mikrosekunden umschaltet, befindet sich in der Entwicklung.

Merkmale optischer Hochgeschwindigkeitsschalter:

Der optische Hochgeschwindigkeitsschalter ist ein Verfahren zum Umschalten des optischen Pfads mit einer Mikroheizung, die in den optischen Schaltkreis integriert ist.

Es hat keine mechanisch bewegten Teile und ist langfristig sehr zuverlässig.

Außerdem kann es durch ein Verfahren ähnlich dem von Halbleitern in Massenproduktion hergestellt werden, und die Herstellungskosten sind niedrig.

optischer Hochgeschwindigkeitsschalter
Geprüft durch AIST

AIST war weltweit das erste Unternehmen, das diese Art von optischen Schaltern demonstrierte.

Seitdem nehmen wir stets eine führende Position in der technologischen Entwicklung von optischen Hochgeschwindigkeitsschaltern ein.

von jetzt an,

Ermöglicht den Umgang mit “optischen Signalen mit Wellenlängen und Polarisationen, die tatsächlich in Rechenzentren verwendet werden”.

neuer Schalter

Optischer Switch: Realisierung einer Datenübertragung von 125 Millionen Gbit pro Sekunde