Технология передачи света на основе microLED выходит на первый план! Аналоговая платформа ams OSRAM ускоряет проектирование высокоскоростных межсоединений для AI‑центров обработки данных.

Экспоненциальный рост спроса на ИИ стимулирует масштабные инвестиции в развитие инфраструктуры центров обработки данных. Будь то обучение передовых крупномасштабных моделей или выполнение вычислений для генерации ответов таких агентов, как ChatGPT и Claude, — всё это требует колоссальной вычислительной мощности.

Центры обработки данных, связанные с ИИ, состоят из сетей, объединяющих процессоры и запоминающие устройства. В настоящее время соединения между этими вычислительными системами в основном реализуются с помощью медных плат и кабелей. Однако центры обработки данных сегодня сталкиваются с общими серьёзными вызовами: как внутри серверов, так и между ними необходимо существенно увеличить пропускную способность сетей.

С технической точки зрения традиционный подход заключается в постоянном повышении частоты передачи сигнала по медным линиям. Но этот метод уже приближается к физическим пределам: по мере роста частоты передачи энергопотребление на бит, выделение тепла и сложность системы одновременно резко возрастают. Поэтому отрасль активно ищет альтернативные решения.

В связи с этим компания ams OSRAM разрабатывает оптическое решение на основе microLED для высокоскоростной передачи данных в центрах обработки данных, работающих с ИИ. Традиционные высокоскоростные оптические сети используют «быстрый и узкий» режим — передачу данных через одну оптоволоконную линию на крайне высокой частоте; тогда как ams OSRAM применяет «медленный и широкий» подход, заменяя единственный высокоскоростной мощный лазерный передатчик сотнями или даже тысячами параллельно работающих микро‑LED‑излучателей.

Эта матрица microLED и соответствующая технология управления уже успешно внедрены в коммерческих продуктах компании — на платформе EVIYOS™, используемой для автомобильного освещения. Это наглядно демонстрирует, что компания решила ключевые задачи по производству и совместному упаковыванию высокоплотных микро‑LED‑излучателей и цифровых управляющих схем.

Однако microLED, применяемые в сфере передачи данных, отличаются от автомобильных решений как по техническим характеристикам, так и по принципу работы. На данный момент производители сетевого оборудования, стремящиеся использовать microLED для инноваций, всё ещё ждут окончательных подтверждений, чтобы оценить реальные эксплуатационные характеристики таких систем в условиях центров обработки данных.

01

Симуляционная модель: воссоздание реальных условий эксплуатации

характеристик канала

Для этого компания ams OSRAM разработала методику точной проверки соответствия отраслевым требованиям: была создана высокоточная система симуляции, которая позволяет в условиях реального потока данных ИИ всесторонне оценивать производительность коммуникационных каналов на основе microLED.

Системная модель ams OSRAM включает функции моделирования во временной и частотной областях, а также расчёта вероятности ошибок. Она способна имитировать не только характеристики микро‑LED‑излучателей, фотодиодов, линз и различных типов оптоволокна, но и работу эквалайзеров передачи, драйверов, приёмных эквалайзеров и усилителей. Другими словами, эта модель полностью охватывает все ключевые элементы оптико‑электрического интерфейса световых каналов серверов ИИ.

Рис. Совмещение высокой плотности и высокой пропускной способности: оптическая система передачи данных на основе microLED

Эти модели на уровне компонентов объединяют фактические параметры микро‑LED‑излучателей с физическими моделями поведения других элементов, позволяя комплексно анализировать влияние ключевых электрических и оптических параметров — распределение излучения микро‑LED‑излучателей, чувствительность фотодиодов, а также хроматическая и модовая дисперсия оптоволокна. На этой основе симуляционная модель точно выдаёт такие ключевые показатели эффективности (KPI), как вероятность ошибок, энергопотребление на бит и отношение сигнал/шум.

Пользователи могут гибко рассчитывать различные KPI в зависимости от заданных условий эксплуатации и состава компонентов: например, модель наглядно демонстрирует динамику изменения KPI при изменении длины или типа оптоволокна; а при оптимизации под конкретный уровень вероятности ошибок пользователи могут оценивать и взвешивать соотношение производительности и энергопотребления.

Обратное проектирование также возможно: модель может на основе конкретных требований к системной оптимизации вывести необходимые технические характеристики каждого компонента канала.

02

Постоянное расширение: высоконадёжная симуляция

обеспечивает точную верификацию и оптимизацию решений

В настоящее время функционал модели постоянно расширяется: в будущем планируется включить моделирование электрических и оптических перекрёстных помех между плотно упакованными микро‑LED‑излучателями и фотодиодами, а также термические характеристики упакованных компонентов.

Рис. Эта симуляционная модель наглядно демонстрирует эксплуатационные характеристики каждого узла сигнальной цепи

Для производителей сетевого оборудования и других потенциальных партнёров и клиентов это означает: прежде чем вкладывать средства в проектирование и производство первого аппаратного решения для межсоединений на основе microLED, они могут воспользоваться надёжной системной моделью канала для точной верификации и оптимизации своих проектов.

Благодаря этой симуляционной модели партнёры смогут чётко определить технические требования к каждому отдельному компоненту канала, оценить возможности поставки необходимых компонентов и всесторонне проверить жизнеспособность всего проекта в целом.

Источник: ams OSRAM