IPEC成功立項OIO研究項目，探索下一代數據中心交換芯片技術(shù)演進(jìn)

  互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng )新前所未有地推動(dòng)了世界的聯(lián)通與發(fā)展，并且進(jìn)一步推進(jìn)社會(huì )經(jīng)濟的數字化轉型進(jìn)程，從而徹底地改變了人類(lèi)的認知和生活的方方面面。近十幾年來(lái)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的流量和連接需求一直呈指數級增長(cháng)態(tài)勢，而絕大多數流量都與數據中心密切相關(guān)。無(wú)論在數據中心內部還是數據中心之間，以100Gbit/s為基礎的光互聯(lián)接口已經(jīng)得到了全面的部署，各大企業(yè)正在積極推進(jìn)400G技術(shù)的應用部署。與此同時(shí)800G以及1T以上的接口速率在在不斷的向前演進(jìn)，以便滿(mǎn)足數據中心對高帶寬的需求，并且進(jìn)一步有效地降低單比特成本。

  數據中心流量的爆炸性增加顯而易見(jiàn)地會(huì )帶來(lái)機房空間和功耗的挑戰：數據中心通常安裝大量的服務(wù)器和通信設備機柜，并且需要輔助以高安全、高可靠的供電和制冷設備，因此在全社會(huì )節能減排的大環(huán)境下，數據中心的節能和降耗也成為業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。這推動(dòng)了數據中心的通信互聯(lián)技術(shù)不斷創(chuàng )新，以科技創(chuàng )新和技術(shù)迭代進(jìn)一步降低功耗，同時(shí)通過(guò)提升集成度來(lái)進(jìn)一步降低建設與維護成本。

  近年來(lái)數據中心交換網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展使交換機芯片容量一騎絕塵，然而在容量達到了51.2T后，受限于高速信號的衰減和芯片封裝尺寸，對信號完整性提出了更高要求，交換機芯片容量的持續增長(cháng)遇到了瓶頸，通過(guò)針對可插拔方案來(lái)提高EIO(Electrical Input & Output)電接口速率或增加通道數均變得具有挑戰性。

  光電產(chǎn)業(yè)的最新發(fā)展提供了潛力解決這個(gè)棘手的問(wèn)題，那就是引入新興的OIO技術(shù)。OIO即Optical Input & Output，是通過(guò)大帶寬、高密光接口解決交換機芯片、CPU、GPU等大容量芯片的I/O端口散出的一系列技術(shù)。 具體產(chǎn)品形態(tài)有可能包括OBO(On Board Optics)、NPO(Near Package Optics)、CPO(Co-Package Optics)及未來(lái)可能部署的OEIC(Optics Electronic Integrated Circuit)。相對于當前成熟的EIO技術(shù)，OIO有望提供百倍以上的通道密度，每個(gè)通道可以提供百倍以上的帶寬，很可能成為交換芯片向100T、200T乃至更高容量演進(jìn)的必要技術(shù)。

  近期IPEC成功啟動(dòng)了“100T+ OIO研究項目”，并在前沿技術(shù)工作組下開(kāi)展課題的相關(guān)研究。IPEC(International Photonics & Electronics Committee)全稱(chēng)是國際光電委員會(huì )，在2020年9月份的深圳光博會(huì )上成立的，初創(chuàng )成員包含中國信息通信研究院、中國電信、美團、華為、烽火、索爾思、海信、博創(chuàng )科技、CIG (Cambridge Industries Group)、意華股份、FOC (Fujitsu Optical Components)、華工正源、Yamaichi等13個(gè)成員單位，當前正式會(huì )員數已發(fā)展為24個(gè)。IPEC的目標是在光電領(lǐng)域建立一個(gè)集中、開(kāi)放、透明的標準組織，更好地支持光電產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

  針對數據中心互聯(lián)領(lǐng)域里的挑戰，IPEC研究了業(yè)界最前沿的一系列光互聯(lián)技術(shù)，例如OBO、NPO、CPO、OEIC等等，并且認為這些技術(shù)都可以成為OIO部署的潛在應用方式，然而基于OIO的100T+交換網(wǎng)絡(luò )及系統、設備和光電器件均需要有重大的變化，這就帶來(lái)一系列問(wèn)題和挑戰，比如：配置靈活性、可維護性、可實(shí)現性、可靠性。因此IPEC前沿技術(shù)工作組立項了OIO項目，將從DCN網(wǎng)絡(luò )、交換設備、光電合封器件和光引擎等多個(gè)方面，研究100T+ OIO的網(wǎng)絡(luò )和設備需求、面臨的挑戰和所需的關(guān)鍵技術(shù)。通過(guò)該項目的研究，將更加清晰地明確技術(shù)方向，并且增強產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng )新，支撐后續相關(guān)標準制定和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。

  IPEC國際光電委員會(huì )主席李俊杰表示：相比EIO，OIO具有更高密度、更高單通道帶寬的特性，將有助于突破交換芯片IO設計瓶頸，然而作為一種顛覆式創(chuàng )新技術(shù)，仍然面臨諸多挑戰，這需要光電產(chǎn)業(yè)界上下游共同面對，開(kāi)放討論，協(xié)同努力。

  IPEC作為光電領(lǐng)域的一個(gè)開(kāi)放性產(chǎn)業(yè)標準平臺，已開(kāi)始100T+ OIO這一前沿技術(shù)的研究，未來(lái)將聚焦這一領(lǐng)域的諸多問(wèn)題與挑戰，凝聚產(chǎn)業(yè)力量，以促進(jìn)新一代光電技術(shù)的創(chuàng )新和產(chǎn)業(yè)應用。

  關(guān)于IPEC

  IPEC (www.ipec-std.org)作為注冊于瑞士日內瓦的國際性標準組織，致力于建立充分開(kāi)放、透明、公平、公正的光電標準和光電子產(chǎn)業(yè)平臺，推動(dòng)光電接口標準化，以滿(mǎn)足 5G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等市場(chǎng)的應用需求。IPEC聚焦于光芯片、光 / 電器件、光模塊和其他相關(guān)領(lǐng)域解決方案的標準化，構建統一、開(kāi)放和兼容的標準平臺。

  截至2021年10月，IPEC成員單位由最初的13家增加到24家，IPEC 當前會(huì )員包括：中國電信、中國信息通信研究院、美團、華為、烽火通信、博創(chuàng )科技、CIG (CIG Shanghai Co., Ltd)、意 華 股 份、FOC (Fujitsu Optical Components)、海 信 寬 帶、華工正源、Source Photonics、Yamaichi、AOI、旭創(chuàng )、中興、光安倫、敏芯、光迅、昂納、新華三、長(cháng)飛、富士康、上海交通大學(xué)等。

  作為一個(gè)開(kāi)放的標準組織，IPEC歡迎運營(yíng)商、云服務(wù)公司、設備商、模塊商、芯片器件商、研究機構和產(chǎn)業(yè)伙伴加入，共同探討光電領(lǐng)域的標準規范和未來(lái)技術(shù)的發(fā)展趨勢。