Совместно упакованная оптика

Распространение таких услуг, как генеративный ИИ и облачные вычисления, заставляет центры обработки данных поддерживать более высокие скорости и большую емкость, так что энергопотребление продолжает расти. Некоторые оценки предполагают, что при нынешних темпах энергопотребление центров обработки данных составит около 10% от общего энергопотребления в 2030 году. Поэтому энергосбережение (экологизация) центров обработки данных стало неотложной проблемой. Ожидается, что технология фотонно-электронной конвергенции станет одним из решений этой проблемы. Интегрируя оптоэлектронику в электронные устройства и заменяя электропроводку фотонной, технология направлена ​​на увеличение пропускной способности сети и снижение задержки, а также на значительное снижение энергопотребления всех систем в сети.

Этапы разработки совместно упакованной оптики

Конвергенция схем, обрабатывающих электрические и оптические сигналы, называется конвергенцией фотоники и электричества, и несколько поколений, таких как LPO, CPO и NPO *1 , в настоящее время находятся на стадии исследований и разработок. Первое поколение — это «тип оптического модуля» с миниатюрными оптическими трансиверами (оптическими двигателями), установленными рядом с логической микросхемой, такой как ASIC, для формирования модуля. Следующее поколение — это «тип высокопроизводительного полупроводникового корпуса», использующий чиплеты *2 .

 

*1: LPO: линейная приводная сменная оптика, CPO: совместно корпусированная оптика, NPO: почти корпусированная оптика
*2: чиплет: небольшая бескорпусная микросхема (кристалл), изготовленная для определенной функции с использованием оптимального процесса.

Вызовы

Тепло, выделяемое лазерными диодами, ограничивает выходную оптическую мощность и ухудшает формы сигнала. Поэтому при разработке ко-пакетированной оптики необходимо оценивать физические характеристики оптического волновода, такие как потери и поляризационные характеристики, используя реальные сигналы.

Решения

Производительность устройства конвергенции фотоники и электроники оценивается по следующим параметрам:
Частотные характеристики:
проверьте, что оптические приемники, оптические передатчики и линии передачи электрических сигналов обеспечивают достаточную полосу пропускания.
Качество формы сигнала:
проверьте формы электрических сигналов в пакете и влияние шума.
Частота ошибок по битам:
проверьте, сколько ошибок символов исправлено процессом исправления ошибок.