「AI時代で最も有望な技術路線」、CPOに続いてLPOが再びやってくる

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CPO ロジックに基づくと、この市場はこれまで、Cambridge Technology、Zhongji InnoLight、Liant Technology などの大型強気株から台頭してきました。

国勝証券の最新調査報告書によると、新たな光通信部門のLPOを発掘し、800G LPOがAI時代で最も有望な技術ルートであると考えている。

LPOとは何ですか?

国勝証券の調査報告によると、LPO (リニアドライブプラガブル光モジュール) は主に高速光モジュールの分野で使用されており、従来の DSP をリニアダイレクトドライブ技術に置き換えて、システムの削減という利点を実現します。ただし、システム ビット エラー レートと伝送距離は犠牲になるため、このテクノロジはデータ センターなどの短距離伝送シナリオに適しています。

LPO は光モジュールのパッケージ形式です。これはプラガブル モジュールの下方進化のための技術的ルートです。主に消費電力を削減するために使用されます。CPO も進化ルートですが、プラガブル光モジュール アーキテクチャの下ではありません。光モジュールをスイッチ チップの近くおよびスイッチ デバイス内に移動します。

LPO テクノロジーには次の利点があると記載されています:

1) 低消費電力。 LPO の消費電力はプラガブル光モジュールより 50% 低く、CPO に近くなります。以下の図に示すように、リニア駆動ソリューションの採用後、シリコン フォトニクス、VCSEL、薄膜ニオブ酸リチウムの消費電力は約 50% 削減されました。

Macom のデータによると、DSP 機能を備えた 800G マルチモード光モジュールの消費電力は 13W を超える場合がありますが、MACOM PURE DRIVE テクノロジーを使用した 800G マルチモード光モジュールの消費電力は 4W 未満で、70% 削減されます。 。消費電力が低いと、電力が節約されるだけでなく、モジュール内のコンポーネントから発生する熱も削減されます。

2) 低遅延。 DSP チップを取り外した後、システムは信号回復の時間を短縮し、遅延が大幅に減少します。 DSP/リタイミング機能により遅延が増加しますが、MACOM PURE DRIVE テクノロジーを例に挙げると、LPO 光モジュールは信号シリアル化方式の使用によりピコ秒レベルの遅延時間を実現できます。

＃＃＃３）低コスト。 DSP の方が高価です。400G 光モジュールの中で、DSP の BOM コストは約 20 ～ 40% を占めます。LPO のドライバーと TIA は EQ 機能を統合しているため、コストは DSP より若干高くなります。ただし、LPO ソリューションは依然として可能です。光モジュールのコストを大幅に削減します。

4) ホットスワップ可能。 LPOはCPOと比較して光モジュールのパッケージ形状を大きく変えることなく、プラガブルモジュールを採用することでメンテナンスが容易となり、既存の成熟した技術を最大限に活用することができます。

国盛証券は、半導体メーカーのマコムが LPO ソリューション MACOM PURE DRIVE をリリースしたと指摘し、これには標準の DSP アーキテクチャと比較して次の利点があります: 1) 光インターコネクトの消費電力を 50% 以上削減; 2) リンク遅延を最小限に抑える、機械学習および人工知能アプリケーションにとって重要です; 3) 高価で冗長な信号リタイミング モジュールを排除します; 4) 独立した DSP チップ加熱の問題を解決します; 5) モジュールの実装を簡素化し、柔軟性を高めます; 6) スペースに合わせて床面積を削減します。制約された設計要件; 7) 1.6T レートまで拡張可能。

AI コンピューティング能力に対する需要の爆発的な増加により、800G 光モジュールの量が増加しています

Guosheng Securities は、AI テクノロジーの発展に伴い、大規模なモデル、ビッグデータ、および大規模なコンピューティング能力が AIGC アプリケーションの中心的な制約になっていると指摘しました。大規模なモデルとデータ セットは AIGC 開発のソフトウェア基盤であり、コンピューティング能力は最も重要なインフラストラクチャです。 AIは主に並列コンピューティングに基づいており、コアプロセッサは主にGPUですが、GPUの性能に加えて、通信要因もスーパーコンピューティングを制限する欠点となり、1つのリンクでネットワークが混雑している限り、データ遅延が発生します。起こる。

したがって、AI サーバーには基本的なデータ伝送速度と遅延に対する非常に厳しい要件があり、高速な光モジュールのマッチングが必要となるため、AI サーバーには 800G 光モジュールの需要が非常に高くなります。

NVIDIA DGX H100 サーバーを例に挙げると、H100 NVLink ネットワーク IB アーキテクチャでは、1 つのサーバーが 5 4 4 5 の外部 4xNVLink チャネル、つまり 18 個の 800G 光ポート、36 個の 800G、つまり 1 つの H100 に対応します。このアーキテクチャ 次に、メモリの相互接続に使用される部分には 4.5 個の 800G 光モジュールが必要です。

Guosheng Securities は、上記の背景の下、LPO テクノロジーが 800G 時代における最も潜在的なソリューションであると述べました。 DSP チップが 7nm プロセスから 5nm プロセスに進化するにつれて、DSP チップの設計および製造コストも増加しました。 LPO ソリューションは光モジュール内の DSP チップを除去することで、消費電力と遅延を大幅に削減でき、コスト面での利点があり、システム ビット エラー レートと短い伝送距離という欠点も、AI コンピューティングの短距離アプリケーション シナリオで解決できます。センター、メイクアップ。したがって、LPO ソリューションは、短距離、大帯域幅、低消費電力、低遅延といった AI コンピューティング センターのニーズを高度に満たすことができます。

產業預計2024年底量產

#國盛證券表示，LPO作為一種新技術，預計2024年年底量產，LightCounting也預計業界將在2024年底首次部署LPO光模組。

目前新易盛、劍橋科技等已發表相關產品，中際旭創已有技術儲備及產品開發，海信寬頻推出800G線性連網光纜。高線性度的TIA、Driver晶片作為LPO技術的核心零件，目前有Macom、Semtech、美信等主要供應商，博通也在推進相關產品研發。目前劍橋科技與Macom深入合作，並且正在向微軟供貨高速光模組。

國盛證券認為，北美雲端廠商正積極擴充算力資源，未來微軟、Meta、AWS、Google都有可能逐步接受LPO方案。

同時指出，值得注意的是，LPO方案需要和交換機進行配合，對光模組廠商在產業內上下游合作協同要求更高，龍頭公司如中際旭創、新易盛將更加具備優勢。

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