光電子共パッケージング技術を用いた大規模データ伝送の課題解決　パート1

使用光電子大量データ伝送の問題を解決する共同パッケージング技術

コンピューティング能力の向上に伴い、データ量は急速に増加しており、特にAI大規模モデルや機械学習といった新たなデータセンター業務トラフィックは、エンドツーエンドおよびユーザーへのデータ増加を促進しています。膨大なデータをあらゆる方向に迅速に転送する必要があり、データ伝送速度も、急増するコンピューティング能力とデータ相互作用のニーズに合わせて、100GbEから400GbE、さらには800GbEへと発展してきました。回線速度の向上に伴い、関連ハードウェアのボードレベルの複雑さが大幅に増加し、従来のI/OではASICからフロントパネルへの高速信号伝送の多様な要求に対応できなくなっています。このような状況において、CPO光電子コパッケージングが求められています。

データ処理需要の急増、CPO光電子共同シールの注意

光通信システムでは、光モジュールとAISC（ネットワークスイッチングチップ）は別々にパッケージ化されており、光モジュールプラグインモードでスイッチのフロントパネルに接続されます。プラグインモードは目新しいものではなく、多くの従来のI/O接続がプラグインモードで接続されています。プラグインモードは技術的なルートでは依然として第一の選択肢ですが、高速データレートではプラグインモードにいくつかの問題が顕在化しており、データ処理速度の要求がさらに高まると、光デバイスと回路基板間の接続長、信号伝送損失、消費電力、品質が制限されます。

従来の接続性の制約を解消するため、CPO光電子コパッケージングが注目を集め始めている。コパッケージング光学系では、光モジュールとAISC（ネットワークスイッチングチップ）が一体化され、短距離の電気接続によって接続されるため、コンパクトな光電子集積が実現する。CPO光電子コパッケージングによるサイズと重量のメリットは明らかであり、高速光モジュールの小型化と軽量化が実現される。光モジュールとAISC（ネットワークスイッチングチップ）が基板上でより集中化され、ファイバー長を大幅に短縮できるため、伝送時の損失を低減できる。

Ayar Labsのテストデータによると、CPOオプトコパッケージングは​​、プラグイン式光モジュールと比較して消費電力を直接半分に削減できる。Broadcomの計算によると、400Gプラグイン式光モジュールでは、CPO方式で消費電力を約50%削減でき、1600Gプラグイン式光モジュールと比較すると、CPO方式で消費電力をさらに削減できる。より集中したレイアウトにより相互接続密度が大幅に向上し、電気信号の遅延と歪みが改善され、伝送速度の制限は従来のプラグイン方式とは異なってくる。

もう1つのポイントはコストです。今日の人工知能、サーバー、スイッチシステムには極めて高い密度と速度が求められ、現在の需要は急速に増加しています。CPOコパッケージングを使用しない場合、光モジュールを接続するために多数のハイエンドコネクタが必要となり、コストがかさみます。CPOコパッケージングは​​コネクタの数を減らすことができ、BOMの削減にも大きく貢献します。CPO光電コパッケージングは​​、高速、高帯域幅、低消費電力のネットワークを実現する唯一の方法です。シリコン光電部品と電子部品を一緒にパッケージングするこの技術により、光モジュールをネットワークスイッチチップにできるだけ近づけることができ、チャネル損失とインピーダンスの不連続性を低減し、相互接続密度を大幅に向上させ、将来のより高速なデータ接続のための技術的サポートを提供します。