एआई डेटा केंद्रों के लिए ऑप्टिकल इंटरकनेक्टउच्च गति वाले डेटा लिंक हैं जो GPU, स्विच, रैक और डेटा-सेंटर सिस्टम के बीच जानकारी को स्थानांतरित करने के लिए प्रकाश का उपयोग करते हैं। वे महत्वपूर्ण हैं क्योंकि बड़े एआई क्लस्टरों को कच्ची कंप्यूटिंग शक्ति से अधिक की आवश्यकता होती है:उन्हें उच्च बैंडविड्थ की भी आवश्यकता होती है, कम विलंबता, कई उपकरणों पर ऊर्जा कुशल डेटा आंदोलन।
पिछले कुछ वर्षों के लिए, अधिकांश एआई बुनियादी ढांचे चर्चाओं GPUs पर केंद्रित किया गया है। यह ध्यान देने योग्य है, क्योंकि GPUs बड़े पैमाने पर प्रशिक्षण और निष्कर्ष के लिए आवश्यक समानांतर कंप्यूटिंग प्रदान करते हैं.लेकिन एक GPU क्लस्टर केवल त्वरक का ढेर नहीं है. यह एक वितरित कंप्यूटिंग प्रणाली है, और वितरित सिस्टम सीमित नहीं है केवल प्रत्येक प्रोसेसर कितनी तेजी से गणना कर सकते हैं,लेकिन यह भी कैसे तेजी से डेटा प्रोसेसर के बीच स्थानांतरित कर सकते हैं.
जब हजारों GPU एक साथ काम करते हैं, इंटरकनेक्ट कंप्यूटिंग सिस्टम का हिस्सा बन जाता है।महंगे त्वरक अधिक समय प्रतीक्षा और कम समय कंप्यूटिंग खर्च. इस अर्थ में, ऑप्टिकल इंटरकनेक्ट परिधीय नेटवर्किंग विषय नहीं है। यह भौतिक परतों में से एक है जो निर्धारित करता है कि क्या बड़े एआई सिस्टम अपने स्थापित कंप्यूटिंग का प्रभावी ढंग से उपयोग कर सकते हैं।
एआई प्रशिक्षण समस्या को देखने के लिए सबसे आसान जगह है। एक बड़े मॉडल में पैरामीटर की एक बड़ी संख्या हो सकती है, जो एक एकल जीपीयू से बहुत अधिक हो सकती है या कुशलता से संसाधित कर सकती है।कार्यभार कई त्वरक में विभाजित है. प्रत्येक GPU कार्य का एक हिस्सा गणना करता है, फिर अन्य GPUs के साथ मध्यवर्ती परिणामों का आदान-प्रदान करता है। यह आदान-प्रदान प्रशिक्षण के दौरान बार-बार हो सकता है, जिससे एआई क्लस्टर के अंदर भारी पूर्व-पश्चिम ट्रैफ़िक बनता है।
अनुमान भी सरल दिखता था। एआई अनुप्रयोगों की एक पुरानी पीढ़ी में, यह कल्पना करना उचित था कि एक क्वेरी को एक छोटी संख्या में जीपीयू द्वारा संभाला जा रहा है।आधुनिक निष्कर्ष अधिक जटिल तर्क की ओर बढ़ रहा है, अधिक संदर्भ, पुनर्प्राप्ति, उपकरण का उपयोग, योजना, और एजेंटिक वर्कफ़्लो। इन मामलों में, सिस्टम को अधिक चरणों में अधिक कंप्यूटिंग संसाधनों का समन्वय करने की आवश्यकता हो सकती है।नतीजा यह है कि निष्कर्ष भी एक इंटरकनेक्ट संवेदनशील कार्यभार बन सकता है, विशेष रूप से जब तैनाती बड़े पैमाने पर कई उपयोगकर्ताओं की सेवा करती है।
व्यावहारिक सबक सीधा हैः एक बार जब एआई वर्कलोड के लिए कई प्रोसेसरों को एक सिस्टम के रूप में कार्य करने की आवश्यकता होती है,GPU इंटरकनेक्ट बैंडविड्थप्रदर्शन समीकरण का हिस्सा बन जाता है।
प्रशिक्षण और निष्कर्ष नेटवर्क पर अलग-अलग दबाव डालते हैं, लेकिन दोनों डेटा आंदोलन पर निर्भर करते हैं।
प्रशिक्षण के दौरान, GPUs विनिमय ग्रेडिएंट, सक्रियण, मापदंडों, और मध्यवर्ती डेटा. अधिक वितरित मॉडल और बड़े क्लस्टर,अधिक महत्वपूर्ण सिंक्रनाइज़ेशन और डेटा विनिमय बन जाते हैं. निष्कर्ष के दौरान, दबाव कार्यभार डिजाइन पर निर्भर करता है. सरल अनुरोध-प्रतिक्रिया निष्कर्ष प्रशिक्षण के रूप में नेटवर्क को तनाव नहीं दे सकता है, लेकिन बहु-चरण तर्क, पुनर्प्राप्ति,और एजेंटिक निष्पादन कंप्यूटिंग नोड्स के बीच संचार बढ़ा सकते हैं, भंडारण प्रणाली और त्वरक समूह।
यही कारण है कि ऑप्टिकल इंटरकनेक्ट्स एआई डेटा-सेंटर आर्किटेक्चर के लिए केंद्रीय बन गए हैं। चुनौती अब केवल तेजी से चिप्स बनाने का तरीका नहीं है।यह भी है कि कैसे एक तरह से उन चिप्स कनेक्ट करने के लिए है कि बैंडविड्थ उच्च रखता है, दूरी प्रबंधनीय है, विलंब कम है, और बिजली की खपत नियंत्रण में है।
तांबे का अभी भी एआई प्रणालियों में एक महत्वपूर्ण स्थान है। एक सर्वर, चेसिस, या कसकर एकीकृत कैबिनेट के अंदर बहुत कम विद्युत मार्गों के लिए, तांबा कुशल, सेवा योग्य और लागत प्रभावी हो सकता है।समस्या तब होती है जब एक ही तांबे आधारित दृष्टिकोण को उच्च लेन दरों की ओर धकेल दिया जाता है, लंबे लिंक, और बड़े क्लस्टर टोपोलॉजी।
उच्च गति पर, तांबे के लिंक को तीन जुड़े प्रतिबंधों का सामना करना पड़ता हैः सिग्नल अखंडता, पहुंच और शक्ति। डेटा दर जितनी अधिक होगी, दूरी पर स्वच्छ विद्युत संकेत भेजना उतना ही कठिन हो जाएगा।निष्क्रिय तांबा आम तौर पर कम लिंक तक सीमित हैसक्रिय तांबे के समाधान इलेक्ट्रॉनिक्स जोड़कर पहुंच बढ़ा सकते हैं, लेकिन वे इलेक्ट्रॉनिक्स शक्ति, गर्मी, लागत और डिजाइन जटिलता जोड़ते हैं।
SerDes तकनीक ने बहुत उच्च गति वाले विद्युत इंटरफेस को सक्षम किया है, लेकिन उच्च सिग्नलिंग दरें तांबे के लिंक को नुकसान, प्रतिबिंब, क्रॉसस्टॉक और समानांतर जटिलता के लिए तेजी से संवेदनशील बनाती हैं।जैसे-जैसे एआई सिस्टम तेज विद्युत लेन की ओर बढ़ते हैं, तांबे की प्रभावी पहुंच अधिक उत्पाद-निर्भर और वास्तुकला-निर्भर हो जाती है।
इसका मतलब यह नहीं है कि तांबा गायब हो जाता है इसका मतलब यह है कि तांबे का उपयोग तेजी से किया जाता है जहां इसकी ताकत अभी भी भौतिक दूरी के अनुरूप हैः छोटे, सख्ती से नियंत्रित विद्युत पथ।एक बार लिंक कुछ मीटर से परे चला जाता है, या एक बार जब कई लिंक को रैक-स्केल या क्लस्टर-स्केल सिस्टम में घनी गति से काम करना पड़ता है, तो ऑप्टिकल लिंक अधिक आकर्षक हो जाते हैं।
सबसे महत्वपूर्ण अंतर अमूर्त रूप में ′′कापर बनाम फाइबर′′ नहीं है। वास्तविक अंतर लिंक दूरी और सिस्टम परत है।
एक कैबिनेट के अंदर, GPU और स्विच चिप्स बहुत कम विद्युत मार्गों पर संवाद कर सकते हैं।कई आंतरिक लिंक विद्युत रह सकते हैं क्योंकि भौतिक दूरी कम हैलेकिन रैक-टू-रैक, कैबिनेट-टू-कैबिनेट, और डेटा-सेंटर-स्केल लिंक एक अलग समस्या पैदा करते हैं। वे दूरी लंबी हैं, लिंक की संख्या अधिक है,और सिग्नल हानि की लागत सिस्टम स्तर पर बहुत अधिक दिखाई देता है.
तांबे को अभी भी विशिष्ट शॉर्ट-रेंज अनुप्रयोगों के लिए इंजीनियर किया जा सकता है। फाइबर जब आर्किटेक्चर को लंबे या अधिक वितरित कनेक्शनों पर उच्च बैंडविड्थ की आवश्यकता होती है तो आकर्षक हो जाता है।
इंटरकनेक्ट पावर केवल एक घटक विनिर्देश में एक लाइन आइटम नहीं है। एआई डेटा-सेंटर पैमाने पर, हजारों या लाखों हाई-स्पीड लेन लिंक पावर को एक प्रमुख डिजाइन बाधा में बदल सकते हैं।सक्रिय तांबे के लिंक, रीटाइमर, इक्वेलाइजेशन और थर्मल मैनेजमेंट सभी सिस्टम पर दबाव डालते हैं।
अंतिम इंजीनियरिंग प्रश्न केवल यह नहीं है कि क्या एक लिंक काम कर सकता है। यह है कि क्या वह लिंक एक घने एआई सुविधा के बिजली और थर्मल लिफाफे के भीतर पैमाने पर काम कर सकता है।यह एक कारण है कि ऑप्टिकल इंटरकनेक्ट्स एक नेटवर्क विषय से एक एआई बुनियादी ढांचे विषय में चले गए हैं।.
कॉपर बनाम फाइबर इंटरकनेक्ट इन एआई डेटा सेंटर
फाइबर ऑप्टिक लिंक जानकारी ले जाने के लिए विद्युत प्रवाह के बजाय प्रकाश का उपयोग करते हैं। जो उन्हें एआई डेटा केंद्रों में कई फायदे देता हैः उच्च बैंडविड्थ, लंबी पहुंच,विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप के प्रति प्रतिरक्षा, और दूरी पर घने उच्च गति वाले लिंक के लिए बेहतर उपयुक्तता।
फाइबर का मूल्य विशेष रूप से स्पष्ट है जब सिस्टम को कई रैक, कई अलमारियों या कई डेटा हॉल को जोड़ना चाहिए। विद्युत तांबे के संकेत दूरी और गति के साथ बिगड़ते हैं।ऑप्टिकल सिग्नल उच्च डेटा दर बनाए रखते हुए बहुत अधिक दूरी तक जा सकते हैं, फाइबर को वितरित एआई क्लस्टर के लिए एक प्राकृतिक फिट बनाता है।
डब्ल्यूडीएम, या तरंग दैर्ध्य विभाजन मल्टीप्लेक्सिंग, एक ही समय में एक ही फाइबर के माध्यम से यात्रा करने के लिए कई ऑप्टिकल तरंग दैर्ध्य की अनुमति देता है। प्रत्येक तरंग दैर्ध्य एक अलग डेटा स्ट्रीम ले जा सकता है।डब्ल्यूडीएम एक फाइबर को कई समानांतर ऑप्टिकल चैनलों में बदल देता है.
यह एक कारण है कि ऑप्टिकल लिंक कॉपर लिंक से अलग पैमाने पर हैं। प्रत्येक यातायात पथ के लिए एक अलग भौतिक कंडक्टर जोड़ने के बजाय,ऑप्टिकल सिस्टम तरंग दैर्ध्य चैनलों को जोड़कर क्षमता बढ़ा सकते हैं, उच्च मॉड्यूलेशन प्रारूप, और तेज ऑप्टिकल घटक।
एकल फाइबर में WDM बहु तरंग दैर्ध्य संचरण
| आयाम | कॉपर इंटरकनेक्ट | फाइबर ऑप्टिक इंटरकनेक्ट |
|---|---|---|
| सिग्नल प्रकार | विद्युत संकेत | ऑप्टिकल सिग्नल |
| सर्वोत्तम फिट दूरी | बहुत कम आंतरिक लिंक | रैक, कैबिनेट, क्लस्टर और लंबी दूरी के लिंक |
| उच्च गति स्केलिंग चुनौती | हानि, क्रॉसस्टॉक, समानांतर, सक्रिय इलेक्ट्रॉनिक्स | ऑप्टिकल घटक प्रदर्शन, युग्मन, मॉड्यूल डिजाइन |
| ईएमआई व्यवहार | विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप के प्रति संवेदनशील | विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप के प्रति प्रतिरक्षित |
| शक्ति दबाव | सक्रिय सिग्नल कंडीशनिंग के साथ बढ़ सकता है | लंबे हाई स्पीड लिंक पर अक्सर अधिक अनुकूल |
| मल्टीप्लेक्सिंग | ऑप्टिकल तरंग दैर्ध्य मल्टीप्लेक्सिंग की तुलना में सीमित | एक फाइबर पर कई तरंग दैर्ध्य के लिए WDM का समर्थन करता है |
| एआई डेटा-सेंटर की विशिष्ट भूमिका | लघु आंतरिक विद्युत मार्ग | रैक-टू-रैक, स्विच-टू-स्विच, क्लस्टर-स्केल ऑप्टिकल पथ |
सही इंजीनियरिंग विकल्प दूरी, बैंडविड्थ, लागत, सेवा योग्यता और थर्मल डिजाइन पर निर्भर करता है। तांबा छोटे नियंत्रित लिंक में उपयोगी रहता है।फाइबर तेजी से महत्वपूर्ण हो जाता है क्योंकि एआई क्लस्टर बाहर की ओर बढ़ते हैं.
एप्लग करने योग्य ऑप्टिकल ट्रांससीवरएक मॉड्यूल है जो विद्युत संकेतों को ऑप्टिकल संकेतों में और ऑप्टिकल संकेतों को वापस विद्युत संकेतों में परिवर्तित करता है। एक पक्ष विद्युत रूप से स्विच, नेटवर्क इंटरफ़ेस या सिस्टम बोर्ड से जुड़ता है।दूसरी तरफ ऑप्टिकल फाइबर से जुड़ता है.
एआई डेटा केंद्रों में, कैबिनेट, रैक और स्विच के बीच लिंक के लिए प्लग करने योग्य ऑप्टिकल मॉड्यूल विशेष रूप से महत्वपूर्ण हैं।वे आमतौर पर एक जीपीयू कैबिनेट के अंदर हर शॉर्ट लिंक के लिए मुख्य प्रौद्योगिकी नहीं हैंयह अंतर महत्वपूर्ण है क्योंकि यह एक आम गलतफहमी को रोकता हैः ऑप्टिकल मॉड्यूल स्वचालित रूप से सभी आंतरिक जीपीयू वायरिंग की जगह नहीं लेते हैं।
एक उच्च घनत्व GPU कैबिनेट के अंदर, GPUs, स्विच और बोर्डों के बीच की दूरी केवल सेंटीमीटर से कुछ मीटर तक हो सकती है।विशेष रूप से जब प्रणाली को एक तंग एकीकृत इकाई के रूप में डिज़ाइन किया गया है.
जब ट्रैफ़िक कैबिनेट छोड़ता है और दूसरे रैक, दूसरे स्विच या दूसरे कमरे में जाता है, तो लिंक की आवश्यकताएं बदल जाती हैं। दूरी अधिक हो जाती है, लिंक की संख्या बढ़ जाती है,और ऑप्टिकल मॉड्यूल अधिक आकर्षक हो जाते हैं.
पदानुक्रम के बारे में सोचने का एक उपयोगी तरीका हैः
| नेटवर्क परत | विशिष्ट लिंक प्रकार | व्यावहारिक कारण |
|---|---|---|
| सर्वर या बोर्ड के अंदर | विद्युत तांबा | बहुत कम दूरी |
| जीपीयू कैबिनेट के अंदर | विद्युत तांबा या विशेष आंतरिक इंटरकनेक्ट | संक्षिप्त नियंत्रित भौतिक पथ |
| रैक से रैक या कैबिनेट से कैबिनेट | प्लग करने योग्य ऑप्टिक्स | अधिक पहुंच और बैंडविड्थ |
| स्विच-टू-स्विच कपड़ा | प्लग करने योग्य ऑप्टिक्स या भविष्य के सीपीओ आधारित आर्किटेक्चर | उच्च लिंक घनत्व और शक्ति दबाव |
| डेटा केंद्र से डेटा केंद्र | ऑप्टिकल फाइबर सिस्टम | लंबी दूरी का ऑप्टिकल परिवहन |
डिमांड चेन सरल है. अधिक जीपीयू के लिए अधिक सिस्टम की आवश्यकता होती है. अधिक सिस्टम के लिए अधिक कैबिनेट की आवश्यकता होती है. अधिक कैबिनेट के लिए कैबिनेट और स्विच के बीच अधिक उच्च गति वाले इंटरकनेक्शन की आवश्यकता होती है.जैसे-जैसे इन लिंक्स की संख्या बढ़ती है, ऑप्टिकल मॉड्यूल की मांग बढ़ जाती है।
इसीलिए ऑप्टिकल ट्रांससीवर एआई बुनियादी ढांचे के विकास से निकटता से जुड़े हुए हैं। मॉड्यूल मूल्यवान नहीं है क्योंकि यह एक स्टैंडअलोन बॉक्स है।यह मूल्यवान है क्योंकि यह भौतिक नेटवर्क को सक्षम करता है जो बड़े जीपीयू क्लस्टर को एक प्रणाली के रूप में काम करने देता है.
एक प्लग करने योग्य ऑप्टिकल ट्रांससीवर बाहर से सरल दिखता है, लेकिन आंतरिक रूप से यह ऑप्टिक्स, इलेक्ट्रॉनिक्स, अर्धचालकों, पैकेजिंग, और सटीक संरेखण को जोड़ती है। मुख्य घटक लेजर हैं,मॉड्यूलेटर, फोटोडेटेक्टर, डीएसपी, और ऑप्टिकल युग्मन प्रणाली।
एक प्लग करने योग्य ऑप्टिकल ट्रांससीवर के अंदर
| घटक | मुख्य कार्य | विशिष्ट प्रौद्योगिकी | इंजीनियरिंग चुनौती |
|---|---|---|---|
| लेजर डायोड | ऑप्टिकल वाहक प्रकाश प्रदान करता है | InP, GaAs, DFB, EML, VCSEL, CW लेजर | कुशल और स्थिर प्रकाश उत्पादन |
| मॉड्यूलेटर | प्रकाश पर विद्युत डेटा लिखता है | ईएएम, ईएमएल, एमजीआई | उच्च गति ऑप्टिकल सिग्नल मॉड्यूलेशन |
| फोटो डिटेक्टर | प्राप्त प्रकाश को वर्तमान में परिवर्तित करता है | सिलिकॉन फोटोनिक्स में InP, GaAs, जर्मनियम | संवेदनशीलता, बैंडविड्थ, अंधेरे प्रवाह |
| डीएसपी | उच्च गति संकेतों को पुनः प्राप्त करता है और स्थिति देता है | सिलिकॉन सीएमओएस डिजिटल आईसी | समानांतर, कोडिंग, PAM4, त्रुटि नियंत्रण |
| युग्मन ऑप्टिक्स | फाइबर के साथ चिप प्रकाश संरेखित करता है | लेंस, वी-ग्रुव, ग्रिटिंग युग्मन | माइक्रोन स्तर पर ऑप्टिकल संरेखण |
लेजर डायोड ऑप्टिकल सिग्नल के लिए प्रकाश स्रोत प्रदान करता है। यह जरूरी नहीं कि अपने आप से डेटा ले जाए। इसके बजाय, यह एक स्थिर ऑप्टिकल वाहक का उत्पादन करता है जिसे मॉड्यूल किया जा सकता है।
सामग्री प्रणाली मायने रखती है। सिलिकॉन डिजिटल तर्क के लिए उत्कृष्ट है, लेकिन यह एक कुशल प्रकाश उत्सर्जक नहीं है। ऑप्टिकल लेजर आमतौर पर III-V यौगिक अर्धचालक जैसे किइनपीयाजीएए, क्योंकि ये सामग्री प्रकाश उत्पन्न करने के लिए बहुत अधिक उपयुक्त हैं।
ऑप्टिकल मॉड्यूल और संबंधित प्रणालियों में कई लेजर प्रकार दिखाई देते हैंः
| लेजर प्रकार | ऑप्टिकल इंटरकनेक्ट में भूमिका |
|---|---|
| डीएफबी लेजर | उच्च गति ऑप्टिकल लिंक में इस्तेमाल किया एकल तरंग दैर्ध्य लेजर स्रोत |
| ईएमएल | एक साथ एकीकृत लेजर और विद्युत अवशोषण मॉड्यूलेटर |
| VCSEL | कम लागत वाला लघु दूरी का प्रकाश स्रोत, अक्सर जहां दूरी और शक्ति की आवश्यकता सीमित होती है, वहां उपयोग किया जाता है |
| सीडब्ल्यू लेजर | सिलिकॉन फोटोनिक्स और सीपीओ आर्किटेक्चर में महत्वपूर्ण निरंतर तरंग लेजर जो प्रकाश प्रदान करता है लेकिन मॉड्यूलेशन को दूसरे उपकरण पर छोड़ देता है |
पारंपरिक प्लग करने योग्य ऑप्टिक्स से सिलिकॉन फोटोनिक्स और सीपीओ की ओर बदलाव लेजर की भूमिका को बदल देता है। कई प्लग करने योग्य मॉड्यूल में, लेजर और मॉड्यूलेटर को निकटता से एकीकृत किया जा सकता है।सीपीओ-शैली के डिजाइन में, लेजर बाहरी प्रकाश स्रोत के रूप में पैकेज के बाहर बैठ सकता है, जबकि मॉड्यूलेशन सिलिकॉन फोटोनिक्स चिप के अंदर होता है।
मॉड्यूलेटर वह घटक है जो एक खाली ऑप्टिकल वाहक को डेटा-वाहक संकेत में बदल देता है।यह विद्युत डेटा स्ट्रीम लेता है और ऑप्टिकल सिग्नल को बदल देता है ताकि एक और शून्य को प्रकाश तीव्रता या चरण व्यवहार द्वारा दर्शाया जा सके.
दो महत्वपूर्ण मॉड्यूलेशन दृष्टिकोण हैंईएएमऔरएमजीआई.
एक विद्युत अवशोषण मॉड्यूलेटर बदलता है कि जब वोल्टेज लागू किया जाता है तो एक सामग्री प्रकाश को कितनी दृढ़ता से अवशोषित करती है। यह एक ईएमएल बनाने के लिए एक लेजर के साथ एकीकृत किया जा सकता है,जो व्यापक रूप से पारंपरिक उच्च गति ऑप्टिकल मॉड्यूल में प्रयोग किया जाता है.
एक Mach-Zehnder इंटरफेरोमीटर मॉड्यूलेटर अलग काम करता है. यह प्रकाश को दो रास्तों में विभाजित करता है, एक रास्तों में चरण बदलता है, और फिर प्रकाश को फिर से जोड़ता है. चरण संबंध के आधार पर, यह प्रकाश को दो रास्तों में विभाजित करता है.पुनर्मिलन संकेत मजबूत या कमजोर हो सकता हैयह दृष्टिकोण सिलिकॉन फोटोनिक्स में महत्वपूर्ण है क्योंकि इसे सिलिकॉन वेवगाइड संरचनाओं का उपयोग करके लागू किया जा सकता है।
प्राप्त करने वाले छोर पर, ऑप्टिकल सिग्नल को फिर से विद्युत सिग्नल में परिवर्तित किया जाना चाहिए। यह फोटोडेटेक्टर का कार्य है।
फोटो डिटेक्टर फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव का उपयोग करता हैः आने वाले फोटॉन अर्धचालक सामग्री में वाहक को उत्तेजित करते हैं, वर्तमान पैदा करते हैं। एक अच्छे फोटो डिटेक्टर को जल्दी प्रतिक्रिया करनी चाहिए,कमजोर ऑप्टिकल शक्ति से पर्याप्त वर्तमान उत्पन्न, और शोर कम रखें।
तीन मापदंड विशेष रूप से महत्वपूर्ण हैंः
| पैरामीटर | अर्थ | क्यों मायने रखता है |
|---|---|---|
| उत्तरदायित्व | प्रति इकाई ऑप्टिकल शक्ति पर उत्पन्न विद्युत | ऑप्टिकल-इलेक्ट्रिक रूपांतरण दक्षता के उपाय |
| बैंडविड्थ | गति जिस पर डिटेक्टर ऑप्टिकल परिवर्तनों का पालन कर सकता है | अधिकतम डेटा दर को प्रभावित करता है |
| अंधेरी धारा | प्रकाश के बिना उत्पन्न विद्युत | शोर जोड़ता है और संकेत की गुणवत्ता को कम करता है |
सिलिकॉन फोटोनिक्स में, जर्मनियम का उपयोग अक्सर फोटोडिटेक्शन के लिए किया जाता है क्योंकि सिलिकॉन स्वयं 1310 एनएम और 1550 एनएम जैसे सामान्य दूरसंचार तरंग दैर्ध्य को अवशोषित करने के लिए प्रभावी नहीं है।यह एक उदाहरण है कि कैसे सिलिकॉन फोटोनिक्स अभी भी सावधानीपूर्वक सामग्री एकीकरण पर निर्भर करता है, केवल शुद्ध सिलिकॉन नहीं।
दडीएसपीयह कई उच्च गति वाले ऑप्टिकल मॉड्यूल के अंदर डिजिटल सिग्नल-प्रसंस्करण इंजन है। यह सिग्नल को एन्कोड, समतल, पुनर्प्राप्त और साफ करने में मदद करता है।
उच्च गति पर, ऑप्टिकल लिंक केवल सरल ऑन-ऑफ पल्स नहीं भेज रहा है। आधुनिक मॉड्यूल अक्सर उपयोग करते हैंPAM4PAM4 बैंडविड्थ दक्षता में सुधार करता है, लेकिन यह शोर और विरूपण के लिए संकेत को अधिक संवेदनशील भी बनाता है।डीएसपी उस अपूर्ण संकेत से इच्छित डेटा को पुनर्प्राप्त करने में मदद करता है.
ऑप्टिकल मॉड्यूल गति रोडमैप 400G से 800G तक चला गया है, जिसमें 1.6T की तैनाती और उच्च दर वाले डिजाइन उद्योग को तेज विद्युत और ऑप्टिकल लेन की ओर धकेल रहे हैं।सटीक वास्तुकला मॉड्यूल डिजाइन पर निर्भर करती है, लेन की संख्या, मॉड्यूलेशन स्कीम और सिस्टम आवश्यकताएं, लेकिन प्रवृत्ति स्पष्ट हैः प्रत्येक पीढ़ी डीएसपी, ऑप्टिक्स, पैकेजिंग और परीक्षण प्रक्रिया पर अधिक दबाव डालती है।
अंतिम महत्वपूर्ण कार्य ऑप्टिकल युग्मन है। एक चिप पर उत्पन्न या संसाधित प्रकाश को बहुत उच्च परिशुद्धता के साथ फाइबर में प्रवेश करना चाहिए। एक एकल-मोड फाइबर कोर केवल लगभग 8-9 माइक्रोमीटर चौड़ा है,तो युग्मन एक माइक्रोन पैमाने संरेखण समस्या है.
दो सामान्य दृष्टिकोण हैं बट युग्मन और ग्रिटिंग युग्मन।
बट युग्मनचिप के किनारे से सीधे फाइबर में प्रकाश भेजता है। यह कुशल हो सकता है, लेकिन संरेखण की मांग है।ग्रिटिंग युग्मनचिप सतह पर एक पैटर्न संरचना का उपयोग करता है प्रकाश को एक तरंग गाइड में या बाहर पुनर्निर्देशित करने के लिए। यह कुछ डिजाइनों में अधिक संरेखण सहिष्णुता प्रदान कर सकता है,लेकिन यह भी तरंग दैर्ध्य और दक्षता विचार का परिचय.
उत्पादन के पैमाने पर, चुनौती केवल एक बार ऑप्टिकल युग्मन का प्रदर्शन नहीं है। चुनौती इसे बार-बार, विश्वसनीय और बड़ी मात्रा में आर्थिक रूप से करना है।
एक ऑप्टिकल मॉड्यूल को दो तरफा अनुवाद प्रणाली के रूप में समझा जा सकता है। प्रसारण पर, यह विद्युत डेटा को ऑप्टिकल डेटा में परिवर्तित करता है। प्राप्त करने पर, यह ऑप्टिकल डेटा को वापस विद्युत डेटा में परिवर्तित करता है।
विद्युत-ऑप्टिकल-विद्युत संकेत प्रवाह
| कदम | सिग्नल पथ | कार्य |
|---|---|---|
| 1 | GPU/स्विच विद्युत उत्पादन | उच्च गति विद्युत डेटा भेजता है |
| 2 | डीएसपी | संकेत को एन्कोड करता है, समतल करता है और तैयार करता है |
| 3 | मॉड्यूलेटर | ऑप्टिकल वाहक पर डेटा लिखता है |
| 4 | लेजर स्रोत | प्रसारण के लिए प्रकाश प्रदान करता है |
| 5 | युग्मन ऑप्टिक्स | फाइबर में प्रकाश को संरेखित करता है |
| 6 | ऑप्टिकल फाइबर | दूर से संकेत ले जाता है |
| 7 | रिसीवर ऑप्टिक्स | डिटेक्टर में आने वाली रोशनी के जोड़े |
| 8 | फोटो डिटेक्टर | प्रकाश को वर्तमान में परिवर्तित करता है |
| 9 | डीएसपी | प्राप्त संकेत को पुनः प्राप्त करता है और उसे सुधारता है |
| 10 | GPU/स्विच विद्युत इनपुट | प्रयोग करने योग्य विद्युत डेटा प्राप्त करता है |
प्रेषण दिशा में, GPU या स्विच ASIC ऑप्टिकल मॉड्यूल की ओर एक विद्युत संकेत भेजता है। डीएसपी सिग्नल को शर्तें देता है।मॉड्यूलेटर लेजर स्रोत से प्रकाश पर जानकारी लागू करता है. कपलिंग ऑप्टिक्स फिर उस प्रकाश को फाइबर में संरेखित करते हैं.
प्राप्त दिशा में, प्रकाश फाइबर से बाहर निकलता है और फोटो डिटेक्टर पर निर्देशित किया जाता है। फोटो डिटेक्टर ऑप्टिकल सिग्नल को वर्तमान में परिवर्तित करता है। डीएसपी तब डेटा को पुनर्प्राप्त करता है, विकृति को ठीक करता है,और एक प्रयोग करने योग्य विद्युत संकेत वापस प्रणाली के लिए भेजता है.
यह विद्युत-ऑप्टिकल-विद्युत रूपांतरण प्लग करने योग्य ऑप्टिकल इंटरकनेक्ट का आधार है।
ऑप्टिकल मॉड्यूल दो अर्धचालक दुनियाओं को जोड़ते हैं जो स्वाभाविक रूप से विलय नहीं होते हैं।
पहला सिलिकॉन डिजिटल दुनिया है। डीएसपी सिलिकॉन आधारित आईसी हैं। वे उन्नत सीएमओएस डिजाइन, डिजिटल सिग्नल प्रोसेसिंग और उच्च गति वाले विद्युत इंटरफेस पर निर्भर हैं।
दूसरा है यौगिक-अर्धचालक ऑप्टिकल दुनिया। लेजर, कई मॉड्यूलेटर, और कुछ फोटोडेटेक्टर InP और GaAs जैसी सामग्री पर निर्भर करते हैं। इन सामग्रियों का उपयोग किया जाता है क्योंकि वे उत्पन्न कर सकते हैं,मॉड्यूल करना, या सिलिकॉन के तरीके से प्रकाश को कुशलता से पता लगा सकते हैं।
सिलिकॉन डीएसपी बनाम इनपी ऑप्टिकल चिप निर्माण
एक डीएसपी मूल रूप से एक डिजिटल चिप है. यह प्रतीकों, कोडिंग, सुधार, समानांतर और संकेत वसूली से संबंधित है. इसकी बाधाएं एल्गोरिथम जटिलता, उच्च गति मिश्रित-संकेत डिजाइन हैं,और उन्नत सिलिकॉन कार्यान्वयन.
यह लेजर विनिर्माण की दुनिया की तुलना में सीपीयू, जीपीयू, स्विच और नेटवर्किंग एएसआईसी की दुनिया के करीब है।और विनिर्माण भागीदारों इसलिए यौगिक-अर्धचालक ऑप्टिकल उपकरणों के लिए इस्तेमाल से अलग हैं.
InP और GaAs ऑप्टिकल डिवाइस एक अलग प्रक्रिया पारिस्थितिकी तंत्र से संबंधित हैं। वेफर्स छोटे हैं, सामग्री अलग-अलग व्यवहार करती है, प्रक्रिया रसायन अलग है,और ऑप्टिकल प्रदर्शन काफी हद तक epitaxy पर निर्भर करता है, दोष नियंत्रण, और उपकरण संरचना।
एक अग्रणी सिलिकॉन फाउंड्री स्वचालित रूप से एक अग्रणी InP लेजर निर्माता नहीं है। उपकरण, व्यंजनों, सामग्री ज्ञान, और उपज चुनौतियां अलग हैं।यह एक कारण है कि ऑप्टिकल इंटरकनेक्ट सप्लाई चेन GPU सप्लाई चेन की तुलना में अधिक वितरित हैं.
सब्सट्रेट आधार सामग्री है जिस पर ऑप्टिकल डिवाइस बनाया गया है। इनपी आधारित लेजर के लिए, सामग्री की गुणवत्ता महत्वपूर्ण है क्योंकि दोष इसके ऊपर उगाए गए ऑप्टिकल डिवाइस को प्रभावित कर सकते हैं।
एपिटाक्सी सब्सट्रेट पर कार्यात्मक परतों की वृद्धि की प्रक्रिया है। लेजर उपकरणों में, इन परतों में क्वांटम-वेल संरचनाएं शामिल हो सकती हैं, जहां इलेक्ट्रॉन और छेद फोटॉन उत्सर्जित करने के लिए पुनः संयोजित होते हैं।परत की मोटाई, संरचना और डोपिंग को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए। छोटे विचलन तरंग दैर्ध्य को बदल सकते हैं, दक्षता को कम कर सकते हैं, या विश्वसनीयता को नुकसान पहुंचा सकते हैं।
यही कारण है कि यौगिक अर्धचालक विनिर्माण एक अलग सामग्री के साथ चिप विनिर्माण नहीं है। यह एक विशेष ऑप्टिकल-डिवाइस विनिर्माण अनुशासन है।
| आयाम | सिलिकॉन डीएसपी | InP/GaAs ऑप्टिकल चिप |
|---|---|---|
| मुख्य सामग्री | सिलिकॉन | यौगिक अर्धचालक |
| मुख्य कार्य | सिग्नल प्रोसेसिंग, कोडिंग, रिकवरी | प्रकाश उत्पादन, मॉड्यूलेशन, पता लगाने |
| विनिर्माण जगत | सीएमओएस और डिजिटल आईसी प्रक्रिया | यौगिक अर्धचालक प्रक्रिया |
| कुंजी बाधा | उन्नत डिजाइन और सिग्नल-प्रसंस्करण एल्गोरिदम | सामग्री की गुणवत्ता, एपिटेक्सी, ऑप्टिकल उपज |
| मॉड्यूल में विशिष्ट भूमिका | विद्युत संकेत बुद्धि | ऑप्टिकल सिग्नल निर्माण और रूपांतरण |
सिलिकॉन फोटोनिक्स पीआईसीप्रौद्योगिकी एक एकीकृत चिप पर प्रकाश को निर्देशित करने, मॉड्यूल करने, विभाजित करने, संयोजित करने और पता लगाने के लिए सिलिकॉन-आधारित संरचनाओं का उपयोग करती है।यह महत्वपूर्ण है क्योंकि यह उन्नत इलेक्ट्रॉनिक्स के विनिर्माण और पैकेजिंग की दुनिया में ऑप्टिकल कार्यों को करीब लाता है.
सिलिकॉन फोटोनिक्स पीआईसी का मतलब यह नहीं है कि हर ऑप्टिकल फ़ंक्शन अकेले सिलिकॉन से बनाया गया है। सिलिकॉन प्रकाश का मार्गदर्शन कर सकता है और कॉम्पैक्ट वेवगाइड, मॉड्यूलेटर और एकीकरण योजनाओं का समर्थन कर सकता है।लेकिन सिलिकॉन एक कुशल प्रकाश स्रोत नहीं है, इसलिए बाहरी या अलग से एकीकृत III-V लेजर महत्वपूर्ण बने हुए हैं।
एआई डेटा केंद्रों के लिए ऑप्टिकल इंटरकनेक्टउच्च गति वाले डेटा लिंक हैं जो GPU, स्विच, रैक और डेटा-सेंटर सिस्टम के बीच जानकारी को स्थानांतरित करने के लिए प्रकाश का उपयोग करते हैं। वे महत्वपूर्ण हैं क्योंकि बड़े एआई क्लस्टरों को कच्ची कंप्यूटिंग शक्ति से अधिक की आवश्यकता होती है:उन्हें उच्च बैंडविड्थ की भी आवश्यकता होती है, कम विलंबता, कई उपकरणों पर ऊर्जा कुशल डेटा आंदोलन।
पिछले कुछ वर्षों के लिए, अधिकांश एआई बुनियादी ढांचे चर्चाओं GPUs पर केंद्रित किया गया है। यह ध्यान देने योग्य है, क्योंकि GPUs बड़े पैमाने पर प्रशिक्षण और निष्कर्ष के लिए आवश्यक समानांतर कंप्यूटिंग प्रदान करते हैं.लेकिन एक GPU क्लस्टर केवल त्वरक का ढेर नहीं है. यह एक वितरित कंप्यूटिंग प्रणाली है, और वितरित सिस्टम सीमित नहीं है केवल प्रत्येक प्रोसेसर कितनी तेजी से गणना कर सकते हैं,लेकिन यह भी कैसे तेजी से डेटा प्रोसेसर के बीच स्थानांतरित कर सकते हैं.
जब हजारों GPU एक साथ काम करते हैं, इंटरकनेक्ट कंप्यूटिंग सिस्टम का हिस्सा बन जाता है।महंगे त्वरक अधिक समय प्रतीक्षा और कम समय कंप्यूटिंग खर्च. इस अर्थ में, ऑप्टिकल इंटरकनेक्ट परिधीय नेटवर्किंग विषय नहीं है। यह भौतिक परतों में से एक है जो निर्धारित करता है कि क्या बड़े एआई सिस्टम अपने स्थापित कंप्यूटिंग का प्रभावी ढंग से उपयोग कर सकते हैं।
एआई प्रशिक्षण समस्या को देखने के लिए सबसे आसान जगह है। एक बड़े मॉडल में पैरामीटर की एक बड़ी संख्या हो सकती है, जो एक एकल जीपीयू से बहुत अधिक हो सकती है या कुशलता से संसाधित कर सकती है।कार्यभार कई त्वरक में विभाजित है. प्रत्येक GPU कार्य का एक हिस्सा गणना करता है, फिर अन्य GPUs के साथ मध्यवर्ती परिणामों का आदान-प्रदान करता है। यह आदान-प्रदान प्रशिक्षण के दौरान बार-बार हो सकता है, जिससे एआई क्लस्टर के अंदर भारी पूर्व-पश्चिम ट्रैफ़िक बनता है।
अनुमान भी सरल दिखता था। एआई अनुप्रयोगों की एक पुरानी पीढ़ी में, यह कल्पना करना उचित था कि एक क्वेरी को एक छोटी संख्या में जीपीयू द्वारा संभाला जा रहा है।आधुनिक निष्कर्ष अधिक जटिल तर्क की ओर बढ़ रहा है, अधिक संदर्भ, पुनर्प्राप्ति, उपकरण का उपयोग, योजना, और एजेंटिक वर्कफ़्लो। इन मामलों में, सिस्टम को अधिक चरणों में अधिक कंप्यूटिंग संसाधनों का समन्वय करने की आवश्यकता हो सकती है।नतीजा यह है कि निष्कर्ष भी एक इंटरकनेक्ट संवेदनशील कार्यभार बन सकता है, विशेष रूप से जब तैनाती बड़े पैमाने पर कई उपयोगकर्ताओं की सेवा करती है।
व्यावहारिक सबक सीधा हैः एक बार जब एआई वर्कलोड के लिए कई प्रोसेसरों को एक सिस्टम के रूप में कार्य करने की आवश्यकता होती है,GPU इंटरकनेक्ट बैंडविड्थप्रदर्शन समीकरण का हिस्सा बन जाता है।
प्रशिक्षण और निष्कर्ष नेटवर्क पर अलग-अलग दबाव डालते हैं, लेकिन दोनों डेटा आंदोलन पर निर्भर करते हैं।
प्रशिक्षण के दौरान, GPUs विनिमय ग्रेडिएंट, सक्रियण, मापदंडों, और मध्यवर्ती डेटा. अधिक वितरित मॉडल और बड़े क्लस्टर,अधिक महत्वपूर्ण सिंक्रनाइज़ेशन और डेटा विनिमय बन जाते हैं. निष्कर्ष के दौरान, दबाव कार्यभार डिजाइन पर निर्भर करता है. सरल अनुरोध-प्रतिक्रिया निष्कर्ष प्रशिक्षण के रूप में नेटवर्क को तनाव नहीं दे सकता है, लेकिन बहु-चरण तर्क, पुनर्प्राप्ति,और एजेंटिक निष्पादन कंप्यूटिंग नोड्स के बीच संचार बढ़ा सकते हैं, भंडारण प्रणाली और त्वरक समूह।
यही कारण है कि ऑप्टिकल इंटरकनेक्ट्स एआई डेटा-सेंटर आर्किटेक्चर के लिए केंद्रीय बन गए हैं। चुनौती अब केवल तेजी से चिप्स बनाने का तरीका नहीं है।यह भी है कि कैसे एक तरह से उन चिप्स कनेक्ट करने के लिए है कि बैंडविड्थ उच्च रखता है, दूरी प्रबंधनीय है, विलंब कम है, और बिजली की खपत नियंत्रण में है।
तांबे का अभी भी एआई प्रणालियों में एक महत्वपूर्ण स्थान है। एक सर्वर, चेसिस, या कसकर एकीकृत कैबिनेट के अंदर बहुत कम विद्युत मार्गों के लिए, तांबा कुशल, सेवा योग्य और लागत प्रभावी हो सकता है।समस्या तब होती है जब एक ही तांबे आधारित दृष्टिकोण को उच्च लेन दरों की ओर धकेल दिया जाता है, लंबे लिंक, और बड़े क्लस्टर टोपोलॉजी।
उच्च गति पर, तांबे के लिंक को तीन जुड़े प्रतिबंधों का सामना करना पड़ता हैः सिग्नल अखंडता, पहुंच और शक्ति। डेटा दर जितनी अधिक होगी, दूरी पर स्वच्छ विद्युत संकेत भेजना उतना ही कठिन हो जाएगा।निष्क्रिय तांबा आम तौर पर कम लिंक तक सीमित हैसक्रिय तांबे के समाधान इलेक्ट्रॉनिक्स जोड़कर पहुंच बढ़ा सकते हैं, लेकिन वे इलेक्ट्रॉनिक्स शक्ति, गर्मी, लागत और डिजाइन जटिलता जोड़ते हैं।
SerDes तकनीक ने बहुत उच्च गति वाले विद्युत इंटरफेस को सक्षम किया है, लेकिन उच्च सिग्नलिंग दरें तांबे के लिंक को नुकसान, प्रतिबिंब, क्रॉसस्टॉक और समानांतर जटिलता के लिए तेजी से संवेदनशील बनाती हैं।जैसे-जैसे एआई सिस्टम तेज विद्युत लेन की ओर बढ़ते हैं, तांबे की प्रभावी पहुंच अधिक उत्पाद-निर्भर और वास्तुकला-निर्भर हो जाती है।
इसका मतलब यह नहीं है कि तांबा गायब हो जाता है इसका मतलब यह है कि तांबे का उपयोग तेजी से किया जाता है जहां इसकी ताकत अभी भी भौतिक दूरी के अनुरूप हैः छोटे, सख्ती से नियंत्रित विद्युत पथ।एक बार लिंक कुछ मीटर से परे चला जाता है, या एक बार जब कई लिंक को रैक-स्केल या क्लस्टर-स्केल सिस्टम में घनी गति से काम करना पड़ता है, तो ऑप्टिकल लिंक अधिक आकर्षक हो जाते हैं।
सबसे महत्वपूर्ण अंतर अमूर्त रूप में ′′कापर बनाम फाइबर′′ नहीं है। वास्तविक अंतर लिंक दूरी और सिस्टम परत है।
एक कैबिनेट के अंदर, GPU और स्विच चिप्स बहुत कम विद्युत मार्गों पर संवाद कर सकते हैं।कई आंतरिक लिंक विद्युत रह सकते हैं क्योंकि भौतिक दूरी कम हैलेकिन रैक-टू-रैक, कैबिनेट-टू-कैबिनेट, और डेटा-सेंटर-स्केल लिंक एक अलग समस्या पैदा करते हैं। वे दूरी लंबी हैं, लिंक की संख्या अधिक है,और सिग्नल हानि की लागत सिस्टम स्तर पर बहुत अधिक दिखाई देता है.
तांबे को अभी भी विशिष्ट शॉर्ट-रेंज अनुप्रयोगों के लिए इंजीनियर किया जा सकता है। फाइबर जब आर्किटेक्चर को लंबे या अधिक वितरित कनेक्शनों पर उच्च बैंडविड्थ की आवश्यकता होती है तो आकर्षक हो जाता है।
इंटरकनेक्ट पावर केवल एक घटक विनिर्देश में एक लाइन आइटम नहीं है। एआई डेटा-सेंटर पैमाने पर, हजारों या लाखों हाई-स्पीड लेन लिंक पावर को एक प्रमुख डिजाइन बाधा में बदल सकते हैं।सक्रिय तांबे के लिंक, रीटाइमर, इक्वेलाइजेशन और थर्मल मैनेजमेंट सभी सिस्टम पर दबाव डालते हैं।
अंतिम इंजीनियरिंग प्रश्न केवल यह नहीं है कि क्या एक लिंक काम कर सकता है। यह है कि क्या वह लिंक एक घने एआई सुविधा के बिजली और थर्मल लिफाफे के भीतर पैमाने पर काम कर सकता है।यह एक कारण है कि ऑप्टिकल इंटरकनेक्ट्स एक नेटवर्क विषय से एक एआई बुनियादी ढांचे विषय में चले गए हैं।.
कॉपर बनाम फाइबर इंटरकनेक्ट इन एआई डेटा सेंटर
फाइबर ऑप्टिक लिंक जानकारी ले जाने के लिए विद्युत प्रवाह के बजाय प्रकाश का उपयोग करते हैं। जो उन्हें एआई डेटा केंद्रों में कई फायदे देता हैः उच्च बैंडविड्थ, लंबी पहुंच,विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप के प्रति प्रतिरक्षा, और दूरी पर घने उच्च गति वाले लिंक के लिए बेहतर उपयुक्तता।
फाइबर का मूल्य विशेष रूप से स्पष्ट है जब सिस्टम को कई रैक, कई अलमारियों या कई डेटा हॉल को जोड़ना चाहिए। विद्युत तांबे के संकेत दूरी और गति के साथ बिगड़ते हैं।ऑप्टिकल सिग्नल उच्च डेटा दर बनाए रखते हुए बहुत अधिक दूरी तक जा सकते हैं, फाइबर को वितरित एआई क्लस्टर के लिए एक प्राकृतिक फिट बनाता है।
डब्ल्यूडीएम, या तरंग दैर्ध्य विभाजन मल्टीप्लेक्सिंग, एक ही समय में एक ही फाइबर के माध्यम से यात्रा करने के लिए कई ऑप्टिकल तरंग दैर्ध्य की अनुमति देता है। प्रत्येक तरंग दैर्ध्य एक अलग डेटा स्ट्रीम ले जा सकता है।डब्ल्यूडीएम एक फाइबर को कई समानांतर ऑप्टिकल चैनलों में बदल देता है.
यह एक कारण है कि ऑप्टिकल लिंक कॉपर लिंक से अलग पैमाने पर हैं। प्रत्येक यातायात पथ के लिए एक अलग भौतिक कंडक्टर जोड़ने के बजाय,ऑप्टिकल सिस्टम तरंग दैर्ध्य चैनलों को जोड़कर क्षमता बढ़ा सकते हैं, उच्च मॉड्यूलेशन प्रारूप, और तेज ऑप्टिकल घटक।
एकल फाइबर में WDM बहु तरंग दैर्ध्य संचरण
| आयाम | कॉपर इंटरकनेक्ट | फाइबर ऑप्टिक इंटरकनेक्ट |
|---|---|---|
| सिग्नल प्रकार | विद्युत संकेत | ऑप्टिकल सिग्नल |
| सर्वोत्तम फिट दूरी | बहुत कम आंतरिक लिंक | रैक, कैबिनेट, क्लस्टर और लंबी दूरी के लिंक |
| उच्च गति स्केलिंग चुनौती | हानि, क्रॉसस्टॉक, समानांतर, सक्रिय इलेक्ट्रॉनिक्स | ऑप्टिकल घटक प्रदर्शन, युग्मन, मॉड्यूल डिजाइन |
| ईएमआई व्यवहार | विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप के प्रति संवेदनशील | विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप के प्रति प्रतिरक्षित |
| शक्ति दबाव | सक्रिय सिग्नल कंडीशनिंग के साथ बढ़ सकता है | लंबे हाई स्पीड लिंक पर अक्सर अधिक अनुकूल |
| मल्टीप्लेक्सिंग | ऑप्टिकल तरंग दैर्ध्य मल्टीप्लेक्सिंग की तुलना में सीमित | एक फाइबर पर कई तरंग दैर्ध्य के लिए WDM का समर्थन करता है |
| एआई डेटा-सेंटर की विशिष्ट भूमिका | लघु आंतरिक विद्युत मार्ग | रैक-टू-रैक, स्विच-टू-स्विच, क्लस्टर-स्केल ऑप्टिकल पथ |
सही इंजीनियरिंग विकल्प दूरी, बैंडविड्थ, लागत, सेवा योग्यता और थर्मल डिजाइन पर निर्भर करता है। तांबा छोटे नियंत्रित लिंक में उपयोगी रहता है।फाइबर तेजी से महत्वपूर्ण हो जाता है क्योंकि एआई क्लस्टर बाहर की ओर बढ़ते हैं.
एप्लग करने योग्य ऑप्टिकल ट्रांससीवरएक मॉड्यूल है जो विद्युत संकेतों को ऑप्टिकल संकेतों में और ऑप्टिकल संकेतों को वापस विद्युत संकेतों में परिवर्तित करता है। एक पक्ष विद्युत रूप से स्विच, नेटवर्क इंटरफ़ेस या सिस्टम बोर्ड से जुड़ता है।दूसरी तरफ ऑप्टिकल फाइबर से जुड़ता है.
एआई डेटा केंद्रों में, कैबिनेट, रैक और स्विच के बीच लिंक के लिए प्लग करने योग्य ऑप्टिकल मॉड्यूल विशेष रूप से महत्वपूर्ण हैं।वे आमतौर पर एक जीपीयू कैबिनेट के अंदर हर शॉर्ट लिंक के लिए मुख्य प्रौद्योगिकी नहीं हैंयह अंतर महत्वपूर्ण है क्योंकि यह एक आम गलतफहमी को रोकता हैः ऑप्टिकल मॉड्यूल स्वचालित रूप से सभी आंतरिक जीपीयू वायरिंग की जगह नहीं लेते हैं।
एक उच्च घनत्व GPU कैबिनेट के अंदर, GPUs, स्विच और बोर्डों के बीच की दूरी केवल सेंटीमीटर से कुछ मीटर तक हो सकती है।विशेष रूप से जब प्रणाली को एक तंग एकीकृत इकाई के रूप में डिज़ाइन किया गया है.
जब ट्रैफ़िक कैबिनेट छोड़ता है और दूसरे रैक, दूसरे स्विच या दूसरे कमरे में जाता है, तो लिंक की आवश्यकताएं बदल जाती हैं। दूरी अधिक हो जाती है, लिंक की संख्या बढ़ जाती है,और ऑप्टिकल मॉड्यूल अधिक आकर्षक हो जाते हैं.
पदानुक्रम के बारे में सोचने का एक उपयोगी तरीका हैः
| नेटवर्क परत | विशिष्ट लिंक प्रकार | व्यावहारिक कारण |
|---|---|---|
| सर्वर या बोर्ड के अंदर | विद्युत तांबा | बहुत कम दूरी |
| जीपीयू कैबिनेट के अंदर | विद्युत तांबा या विशेष आंतरिक इंटरकनेक्ट | संक्षिप्त नियंत्रित भौतिक पथ |
| रैक से रैक या कैबिनेट से कैबिनेट | प्लग करने योग्य ऑप्टिक्स | अधिक पहुंच और बैंडविड्थ |
| स्विच-टू-स्विच कपड़ा | प्लग करने योग्य ऑप्टिक्स या भविष्य के सीपीओ आधारित आर्किटेक्चर | उच्च लिंक घनत्व और शक्ति दबाव |
| डेटा केंद्र से डेटा केंद्र | ऑप्टिकल फाइबर सिस्टम | लंबी दूरी का ऑप्टिकल परिवहन |
डिमांड चेन सरल है. अधिक जीपीयू के लिए अधिक सिस्टम की आवश्यकता होती है. अधिक सिस्टम के लिए अधिक कैबिनेट की आवश्यकता होती है. अधिक कैबिनेट के लिए कैबिनेट और स्विच के बीच अधिक उच्च गति वाले इंटरकनेक्शन की आवश्यकता होती है.जैसे-जैसे इन लिंक्स की संख्या बढ़ती है, ऑप्टिकल मॉड्यूल की मांग बढ़ जाती है।
इसीलिए ऑप्टिकल ट्रांससीवर एआई बुनियादी ढांचे के विकास से निकटता से जुड़े हुए हैं। मॉड्यूल मूल्यवान नहीं है क्योंकि यह एक स्टैंडअलोन बॉक्स है।यह मूल्यवान है क्योंकि यह भौतिक नेटवर्क को सक्षम करता है जो बड़े जीपीयू क्लस्टर को एक प्रणाली के रूप में काम करने देता है.
एक प्लग करने योग्य ऑप्टिकल ट्रांससीवर बाहर से सरल दिखता है, लेकिन आंतरिक रूप से यह ऑप्टिक्स, इलेक्ट्रॉनिक्स, अर्धचालकों, पैकेजिंग, और सटीक संरेखण को जोड़ती है। मुख्य घटक लेजर हैं,मॉड्यूलेटर, फोटोडेटेक्टर, डीएसपी, और ऑप्टिकल युग्मन प्रणाली।
एक प्लग करने योग्य ऑप्टिकल ट्रांससीवर के अंदर
| घटक | मुख्य कार्य | विशिष्ट प्रौद्योगिकी | इंजीनियरिंग चुनौती |
|---|---|---|---|
| लेजर डायोड | ऑप्टिकल वाहक प्रकाश प्रदान करता है | InP, GaAs, DFB, EML, VCSEL, CW लेजर | कुशल और स्थिर प्रकाश उत्पादन |
| मॉड्यूलेटर | प्रकाश पर विद्युत डेटा लिखता है | ईएएम, ईएमएल, एमजीआई | उच्च गति ऑप्टिकल सिग्नल मॉड्यूलेशन |
| फोटो डिटेक्टर | प्राप्त प्रकाश को वर्तमान में परिवर्तित करता है | सिलिकॉन फोटोनिक्स में InP, GaAs, जर्मनियम | संवेदनशीलता, बैंडविड्थ, अंधेरे प्रवाह |
| डीएसपी | उच्च गति संकेतों को पुनः प्राप्त करता है और स्थिति देता है | सिलिकॉन सीएमओएस डिजिटल आईसी | समानांतर, कोडिंग, PAM4, त्रुटि नियंत्रण |
| युग्मन ऑप्टिक्स | फाइबर के साथ चिप प्रकाश संरेखित करता है | लेंस, वी-ग्रुव, ग्रिटिंग युग्मन | माइक्रोन स्तर पर ऑप्टिकल संरेखण |
लेजर डायोड ऑप्टिकल सिग्नल के लिए प्रकाश स्रोत प्रदान करता है। यह जरूरी नहीं कि अपने आप से डेटा ले जाए। इसके बजाय, यह एक स्थिर ऑप्टिकल वाहक का उत्पादन करता है जिसे मॉड्यूल किया जा सकता है।
सामग्री प्रणाली मायने रखती है। सिलिकॉन डिजिटल तर्क के लिए उत्कृष्ट है, लेकिन यह एक कुशल प्रकाश उत्सर्जक नहीं है। ऑप्टिकल लेजर आमतौर पर III-V यौगिक अर्धचालक जैसे किइनपीयाजीएए, क्योंकि ये सामग्री प्रकाश उत्पन्न करने के लिए बहुत अधिक उपयुक्त हैं।
ऑप्टिकल मॉड्यूल और संबंधित प्रणालियों में कई लेजर प्रकार दिखाई देते हैंः
| लेजर प्रकार | ऑप्टिकल इंटरकनेक्ट में भूमिका |
|---|---|
| डीएफबी लेजर | उच्च गति ऑप्टिकल लिंक में इस्तेमाल किया एकल तरंग दैर्ध्य लेजर स्रोत |
| ईएमएल | एक साथ एकीकृत लेजर और विद्युत अवशोषण मॉड्यूलेटर |
| VCSEL | कम लागत वाला लघु दूरी का प्रकाश स्रोत, अक्सर जहां दूरी और शक्ति की आवश्यकता सीमित होती है, वहां उपयोग किया जाता है |
| सीडब्ल्यू लेजर | सिलिकॉन फोटोनिक्स और सीपीओ आर्किटेक्चर में महत्वपूर्ण निरंतर तरंग लेजर जो प्रकाश प्रदान करता है लेकिन मॉड्यूलेशन को दूसरे उपकरण पर छोड़ देता है |
पारंपरिक प्लग करने योग्य ऑप्टिक्स से सिलिकॉन फोटोनिक्स और सीपीओ की ओर बदलाव लेजर की भूमिका को बदल देता है। कई प्लग करने योग्य मॉड्यूल में, लेजर और मॉड्यूलेटर को निकटता से एकीकृत किया जा सकता है।सीपीओ-शैली के डिजाइन में, लेजर बाहरी प्रकाश स्रोत के रूप में पैकेज के बाहर बैठ सकता है, जबकि मॉड्यूलेशन सिलिकॉन फोटोनिक्स चिप के अंदर होता है।
मॉड्यूलेटर वह घटक है जो एक खाली ऑप्टिकल वाहक को डेटा-वाहक संकेत में बदल देता है।यह विद्युत डेटा स्ट्रीम लेता है और ऑप्टिकल सिग्नल को बदल देता है ताकि एक और शून्य को प्रकाश तीव्रता या चरण व्यवहार द्वारा दर्शाया जा सके.
दो महत्वपूर्ण मॉड्यूलेशन दृष्टिकोण हैंईएएमऔरएमजीआई.
एक विद्युत अवशोषण मॉड्यूलेटर बदलता है कि जब वोल्टेज लागू किया जाता है तो एक सामग्री प्रकाश को कितनी दृढ़ता से अवशोषित करती है। यह एक ईएमएल बनाने के लिए एक लेजर के साथ एकीकृत किया जा सकता है,जो व्यापक रूप से पारंपरिक उच्च गति ऑप्टिकल मॉड्यूल में प्रयोग किया जाता है.
एक Mach-Zehnder इंटरफेरोमीटर मॉड्यूलेटर अलग काम करता है. यह प्रकाश को दो रास्तों में विभाजित करता है, एक रास्तों में चरण बदलता है, और फिर प्रकाश को फिर से जोड़ता है. चरण संबंध के आधार पर, यह प्रकाश को दो रास्तों में विभाजित करता है.पुनर्मिलन संकेत मजबूत या कमजोर हो सकता हैयह दृष्टिकोण सिलिकॉन फोटोनिक्स में महत्वपूर्ण है क्योंकि इसे सिलिकॉन वेवगाइड संरचनाओं का उपयोग करके लागू किया जा सकता है।
प्राप्त करने वाले छोर पर, ऑप्टिकल सिग्नल को फिर से विद्युत सिग्नल में परिवर्तित किया जाना चाहिए। यह फोटोडेटेक्टर का कार्य है।
फोटो डिटेक्टर फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव का उपयोग करता हैः आने वाले फोटॉन अर्धचालक सामग्री में वाहक को उत्तेजित करते हैं, वर्तमान पैदा करते हैं। एक अच्छे फोटो डिटेक्टर को जल्दी प्रतिक्रिया करनी चाहिए,कमजोर ऑप्टिकल शक्ति से पर्याप्त वर्तमान उत्पन्न, और शोर कम रखें।
तीन मापदंड विशेष रूप से महत्वपूर्ण हैंः
| पैरामीटर | अर्थ | क्यों मायने रखता है |
|---|---|---|
| उत्तरदायित्व | प्रति इकाई ऑप्टिकल शक्ति पर उत्पन्न विद्युत | ऑप्टिकल-इलेक्ट्रिक रूपांतरण दक्षता के उपाय |
| बैंडविड्थ | गति जिस पर डिटेक्टर ऑप्टिकल परिवर्तनों का पालन कर सकता है | अधिकतम डेटा दर को प्रभावित करता है |
| अंधेरी धारा | प्रकाश के बिना उत्पन्न विद्युत | शोर जोड़ता है और संकेत की गुणवत्ता को कम करता है |
सिलिकॉन फोटोनिक्स में, जर्मनियम का उपयोग अक्सर फोटोडिटेक्शन के लिए किया जाता है क्योंकि सिलिकॉन स्वयं 1310 एनएम और 1550 एनएम जैसे सामान्य दूरसंचार तरंग दैर्ध्य को अवशोषित करने के लिए प्रभावी नहीं है।यह एक उदाहरण है कि कैसे सिलिकॉन फोटोनिक्स अभी भी सावधानीपूर्वक सामग्री एकीकरण पर निर्भर करता है, केवल शुद्ध सिलिकॉन नहीं।
दडीएसपीयह कई उच्च गति वाले ऑप्टिकल मॉड्यूल के अंदर डिजिटल सिग्नल-प्रसंस्करण इंजन है। यह सिग्नल को एन्कोड, समतल, पुनर्प्राप्त और साफ करने में मदद करता है।
उच्च गति पर, ऑप्टिकल लिंक केवल सरल ऑन-ऑफ पल्स नहीं भेज रहा है। आधुनिक मॉड्यूल अक्सर उपयोग करते हैंPAM4PAM4 बैंडविड्थ दक्षता में सुधार करता है, लेकिन यह शोर और विरूपण के लिए संकेत को अधिक संवेदनशील भी बनाता है।डीएसपी उस अपूर्ण संकेत से इच्छित डेटा को पुनर्प्राप्त करने में मदद करता है.
ऑप्टिकल मॉड्यूल गति रोडमैप 400G से 800G तक चला गया है, जिसमें 1.6T की तैनाती और उच्च दर वाले डिजाइन उद्योग को तेज विद्युत और ऑप्टिकल लेन की ओर धकेल रहे हैं।सटीक वास्तुकला मॉड्यूल डिजाइन पर निर्भर करती है, लेन की संख्या, मॉड्यूलेशन स्कीम और सिस्टम आवश्यकताएं, लेकिन प्रवृत्ति स्पष्ट हैः प्रत्येक पीढ़ी डीएसपी, ऑप्टिक्स, पैकेजिंग और परीक्षण प्रक्रिया पर अधिक दबाव डालती है।
अंतिम महत्वपूर्ण कार्य ऑप्टिकल युग्मन है। एक चिप पर उत्पन्न या संसाधित प्रकाश को बहुत उच्च परिशुद्धता के साथ फाइबर में प्रवेश करना चाहिए। एक एकल-मोड फाइबर कोर केवल लगभग 8-9 माइक्रोमीटर चौड़ा है,तो युग्मन एक माइक्रोन पैमाने संरेखण समस्या है.
दो सामान्य दृष्टिकोण हैं बट युग्मन और ग्रिटिंग युग्मन।
बट युग्मनचिप के किनारे से सीधे फाइबर में प्रकाश भेजता है। यह कुशल हो सकता है, लेकिन संरेखण की मांग है।ग्रिटिंग युग्मनचिप सतह पर एक पैटर्न संरचना का उपयोग करता है प्रकाश को एक तरंग गाइड में या बाहर पुनर्निर्देशित करने के लिए। यह कुछ डिजाइनों में अधिक संरेखण सहिष्णुता प्रदान कर सकता है,लेकिन यह भी तरंग दैर्ध्य और दक्षता विचार का परिचय.
उत्पादन के पैमाने पर, चुनौती केवल एक बार ऑप्टिकल युग्मन का प्रदर्शन नहीं है। चुनौती इसे बार-बार, विश्वसनीय और बड़ी मात्रा में आर्थिक रूप से करना है।
एक ऑप्टिकल मॉड्यूल को दो तरफा अनुवाद प्रणाली के रूप में समझा जा सकता है। प्रसारण पर, यह विद्युत डेटा को ऑप्टिकल डेटा में परिवर्तित करता है। प्राप्त करने पर, यह ऑप्टिकल डेटा को वापस विद्युत डेटा में परिवर्तित करता है।
विद्युत-ऑप्टिकल-विद्युत संकेत प्रवाह
| कदम | सिग्नल पथ | कार्य |
|---|---|---|
| 1 | GPU/स्विच विद्युत उत्पादन | उच्च गति विद्युत डेटा भेजता है |
| 2 | डीएसपी | संकेत को एन्कोड करता है, समतल करता है और तैयार करता है |
| 3 | मॉड्यूलेटर | ऑप्टिकल वाहक पर डेटा लिखता है |
| 4 | लेजर स्रोत | प्रसारण के लिए प्रकाश प्रदान करता है |
| 5 | युग्मन ऑप्टिक्स | फाइबर में प्रकाश को संरेखित करता है |
| 6 | ऑप्टिकल फाइबर | दूर से संकेत ले जाता है |
| 7 | रिसीवर ऑप्टिक्स | डिटेक्टर में आने वाली रोशनी के जोड़े |
| 8 | फोटो डिटेक्टर | प्रकाश को वर्तमान में परिवर्तित करता है |
| 9 | डीएसपी | प्राप्त संकेत को पुनः प्राप्त करता है और उसे सुधारता है |
| 10 | GPU/स्विच विद्युत इनपुट | प्रयोग करने योग्य विद्युत डेटा प्राप्त करता है |
प्रेषण दिशा में, GPU या स्विच ASIC ऑप्टिकल मॉड्यूल की ओर एक विद्युत संकेत भेजता है। डीएसपी सिग्नल को शर्तें देता है।मॉड्यूलेटर लेजर स्रोत से प्रकाश पर जानकारी लागू करता है. कपलिंग ऑप्टिक्स फिर उस प्रकाश को फाइबर में संरेखित करते हैं.
प्राप्त दिशा में, प्रकाश फाइबर से बाहर निकलता है और फोटो डिटेक्टर पर निर्देशित किया जाता है। फोटो डिटेक्टर ऑप्टिकल सिग्नल को वर्तमान में परिवर्तित करता है। डीएसपी तब डेटा को पुनर्प्राप्त करता है, विकृति को ठीक करता है,और एक प्रयोग करने योग्य विद्युत संकेत वापस प्रणाली के लिए भेजता है.
यह विद्युत-ऑप्टिकल-विद्युत रूपांतरण प्लग करने योग्य ऑप्टिकल इंटरकनेक्ट का आधार है।
ऑप्टिकल मॉड्यूल दो अर्धचालक दुनियाओं को जोड़ते हैं जो स्वाभाविक रूप से विलय नहीं होते हैं।
पहला सिलिकॉन डिजिटल दुनिया है। डीएसपी सिलिकॉन आधारित आईसी हैं। वे उन्नत सीएमओएस डिजाइन, डिजिटल सिग्नल प्रोसेसिंग और उच्च गति वाले विद्युत इंटरफेस पर निर्भर हैं।
दूसरा है यौगिक-अर्धचालक ऑप्टिकल दुनिया। लेजर, कई मॉड्यूलेटर, और कुछ फोटोडेटेक्टर InP और GaAs जैसी सामग्री पर निर्भर करते हैं। इन सामग्रियों का उपयोग किया जाता है क्योंकि वे उत्पन्न कर सकते हैं,मॉड्यूल करना, या सिलिकॉन के तरीके से प्रकाश को कुशलता से पता लगा सकते हैं।
सिलिकॉन डीएसपी बनाम इनपी ऑप्टिकल चिप निर्माण
एक डीएसपी मूल रूप से एक डिजिटल चिप है. यह प्रतीकों, कोडिंग, सुधार, समानांतर और संकेत वसूली से संबंधित है. इसकी बाधाएं एल्गोरिथम जटिलता, उच्च गति मिश्रित-संकेत डिजाइन हैं,और उन्नत सिलिकॉन कार्यान्वयन.
यह लेजर विनिर्माण की दुनिया की तुलना में सीपीयू, जीपीयू, स्विच और नेटवर्किंग एएसआईसी की दुनिया के करीब है।और विनिर्माण भागीदारों इसलिए यौगिक-अर्धचालक ऑप्टिकल उपकरणों के लिए इस्तेमाल से अलग हैं.
InP और GaAs ऑप्टिकल डिवाइस एक अलग प्रक्रिया पारिस्थितिकी तंत्र से संबंधित हैं। वेफर्स छोटे हैं, सामग्री अलग-अलग व्यवहार करती है, प्रक्रिया रसायन अलग है,और ऑप्टिकल प्रदर्शन काफी हद तक epitaxy पर निर्भर करता है, दोष नियंत्रण, और उपकरण संरचना।
एक अग्रणी सिलिकॉन फाउंड्री स्वचालित रूप से एक अग्रणी InP लेजर निर्माता नहीं है। उपकरण, व्यंजनों, सामग्री ज्ञान, और उपज चुनौतियां अलग हैं।यह एक कारण है कि ऑप्टिकल इंटरकनेक्ट सप्लाई चेन GPU सप्लाई चेन की तुलना में अधिक वितरित हैं.
सब्सट्रेट आधार सामग्री है जिस पर ऑप्टिकल डिवाइस बनाया गया है। इनपी आधारित लेजर के लिए, सामग्री की गुणवत्ता महत्वपूर्ण है क्योंकि दोष इसके ऊपर उगाए गए ऑप्टिकल डिवाइस को प्रभावित कर सकते हैं।
एपिटाक्सी सब्सट्रेट पर कार्यात्मक परतों की वृद्धि की प्रक्रिया है। लेजर उपकरणों में, इन परतों में क्वांटम-वेल संरचनाएं शामिल हो सकती हैं, जहां इलेक्ट्रॉन और छेद फोटॉन उत्सर्जित करने के लिए पुनः संयोजित होते हैं।परत की मोटाई, संरचना और डोपिंग को सख्ती से नियंत्रित किया जाना चाहिए। छोटे विचलन तरंग दैर्ध्य को बदल सकते हैं, दक्षता को कम कर सकते हैं, या विश्वसनीयता को नुकसान पहुंचा सकते हैं।
यही कारण है कि यौगिक अर्धचालक विनिर्माण एक अलग सामग्री के साथ चिप विनिर्माण नहीं है। यह एक विशेष ऑप्टिकल-डिवाइस विनिर्माण अनुशासन है।
| आयाम | सिलिकॉन डीएसपी | InP/GaAs ऑप्टिकल चिप |
|---|---|---|
| मुख्य सामग्री | सिलिकॉन | यौगिक अर्धचालक |
| मुख्य कार्य | सिग्नल प्रोसेसिंग, कोडिंग, रिकवरी | प्रकाश उत्पादन, मॉड्यूलेशन, पता लगाने |
| विनिर्माण जगत | सीएमओएस और डिजिटल आईसी प्रक्रिया | यौगिक अर्धचालक प्रक्रिया |
| कुंजी बाधा | उन्नत डिजाइन और सिग्नल-प्रसंस्करण एल्गोरिदम | सामग्री की गुणवत्ता, एपिटेक्सी, ऑप्टिकल उपज |
| मॉड्यूल में विशिष्ट भूमिका | विद्युत संकेत बुद्धि | ऑप्टिकल सिग्नल निर्माण और रूपांतरण |
सिलिकॉन फोटोनिक्स पीआईसीप्रौद्योगिकी एक एकीकृत चिप पर प्रकाश को निर्देशित करने, मॉड्यूल करने, विभाजित करने, संयोजित करने और पता लगाने के लिए सिलिकॉन-आधारित संरचनाओं का उपयोग करती है।यह महत्वपूर्ण है क्योंकि यह उन्नत इलेक्ट्रॉनिक्स के विनिर्माण और पैकेजिंग की दुनिया में ऑप्टिकल कार्यों को करीब लाता है.
सिलिकॉन फोटोनिक्स पीआईसी का मतलब यह नहीं है कि हर ऑप्टिकल फ़ंक्शन अकेले सिलिकॉन से बनाया गया है। सिलिकॉन प्रकाश का मार्गदर्शन कर सकता है और कॉम्पैक्ट वेवगाइड, मॉड्यूलेटर और एकीकरण योजनाओं का समर्थन कर सकता है।लेकिन सिलिकॉन एक कुशल प्रकाश स्रोत नहीं है, इसलिए बाहरी या अलग से एकीकृत III-V लेजर महत्वपूर्ण बने हुए हैं।
