谷歌:採用電燈開關!

谷歌:採用電燈開關!

– 用“光開關”加速數據處理並降低功耗 –

數據中心
服務器到服務器連接

數據中心的各種服務器通過“光開關”相連。

交換機ASIC(專用IC)安裝在網絡交換機上。

ASIC處理能力:

-數據量增加-

ASIC 的處理能力增長速度快於摩爾定律。

還有“引入專門用於人工智能學習的服務器”,這將刺激處理數據量的增加。

光開關被認為有望加速數據處理並抑制功耗增加。

-谷歌採用光開關-

2022 年 8 月,

運營大型 DC 的谷歌已經運營了一些使用光開關而不是電開關的數據中心。

功耗降低 40%,同時運行速度是傳統設備的五倍。

-各類光開關-

有多種類型的光開關。

MEMS鏡像法:

谷歌採用微機電系統(MEMS)鏡面法。

對半導體芯片上的反射鏡施加高壓,以機械方式切換光路。

MEMS鏡像法的缺點:

這種光開關可以“以低光損耗處理 100 多條光路”。

但是,“切換時間大約需要10毫秒”。

由於是機械動作,對長期可靠性和量產提出了挑戰。

日本產業技術綜合研究所 (AIST):

– 解決這個問題的高速光開關 –

有了“矽制光集成電路”,

一種僅需幾微秒即可切換的高速光開關正在開發中。

高速光開關的特點:

高速光開關是利用集成在光路上的微型加熱器來切換光路的方法。

它沒有機械運動部件,並且長期非常可靠。

此外,它可以用類似於半導體的方法大量生產,製造成本低。

高速光開關
AIST證明

AIST 是世界上第一個展示這種類型的光開關的公司。

從那時起,我們在高速光開關的技術開發上一直處於領先地位。

今後,

能夠處理“具有數據中心實際使用的波長和偏振的光信號”。

新開關

https://newswitch.jp/p/35822

光開關:實現每秒1.25億Gbits的數據傳輸

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