DCI stend
Sep 22, 2025| 
Ma'lumot markazi o'zaro aloqa texnologiyalari
Ma'lumot markazining o'zaro aloqasi (DCI) texnologiyalari zamonaviy hisoblash infratuzilmasida muhim ahamiyatga ega. DCI tizimlarining asosi tashkil etadigan yuqori - yuqori - yuqori - yuqori - yuqori darajadagi chiplar an'anaviy protsessor chiplari bilan taqqoslaganda noyob ishlab chiqarish muammolariga duch kelmoqda.
O'chirish chiplari ishlab chiqarish hajmi protsessor chiplarga qaraganda ancha past bo'lib, ular kamroq ilg'or uy-joy qurilmalariga nisbatan. Masalan, Yorich, Oddiy hujayrada 90 NM protsessual texnologiyasidan foydalanadi, odatdagi mikroprotsessorlar 65 nm jarayonlarini ishlamoqda. Hozirgi mikroprotsessorlar odatda 32 NM CMOS texnologiyasini, Asics kamida bitta avlodni joylashtirish bilan shug'ullanadi.
Ishlab chiqarish texnologiyasining evolyutsiyasi
Yarimo'tkazgichlar sanoatining rivojlanishi
The semiconductor industry's progression through 45 nm, 32 nm, and 22 nm CMOS process nodes defines the design space for large-radix switches in DCI applications. 2009 yil ITRS (yarimo'tkazgichlar uchun xalqaro texnologiyalar yo'l xaritasi) asosida ushbu texnologik yo'llar uchun eng ko'p almashinuv komponentlari uchun keng qamrovli proektsiyalarni ta'minlaydi.
ITRlarda yo'qolgan komponentlar
Biroq, asl ITRlar doirasi I / O quvvat sarfini bashorat qilish, DCI dasturlari uchun tanqidiy metrik. So'nggi paytlarda e'lon qilingan natijalar Serdesning elektr energiyasini iste'mol prognozlarini ko'paytirishga imkon berdi.
ITRS Technology RoadMap
IT / O yo'l-yo'riqli elektrotexnika rivojlanayotgan texnologiyalarni, shu jumladan fotorikalarni, hozirda keng qamrovli sanoat yo'llari deb hisoblaydi, hozirgi kunda DCI muhitida optikona millatlar o'rab olinadi. So'nggi adabiyot va laboratoriya tadqiqotlari asosida biz DCI dasturlari uchun maxsus moslashtirilgan fotonika texnologiyalarini rivojlantirish yo'lini rivojlantirish uchun dastlabki urinamiz.
Elektr i / o texnologiyani tahlil qilish
Qisqa - DCI dasturidagi uzoq - oralig'ida
ITRS, birinchi navbatda - {{3} {{3} {{3} {{}} Memor-Internisn Doirniss Internationnects CRED - Protsessor uchun mo'ljallangan SHARD (SR) SHARD-ga qaratilgan. So'nggi eksperimental tekshiruvlar SR - PRO - - 28 MVt / GB / Gb / s 28 NM texnik tugunlari uchun ishlaydi.
DCI almashinuv dasturlarida, uzoq vaqt - Mavjud (LR) Serdes odatda PCB izlarini, kamida ikkita orqa ulagich bilan kesib o'tadi.
Sr - Serdes -} serdesga nisbatan 40% kam quvvatni talab qiladi, ammo dci konfiguratsiyasida tashqi transpections yoki uzatish tamponlarini talab qiladi.
Binobarin, SR - SERDES CHIP quvvatini taxminan 3,5 pj / bitni almashtiradi, tashqi komponentlar uchun umumiy komponentlar uchun umumiy tizim 2,8 pj / bitni oshiradi. Ushbu paradoklar DCI tizimi me'morlari uchun katta qiyinchiliklarni taqdim etadi.
Quvvat iste'mol tendentsiyalari va progressiyalari
Tarmoq keng miqyosli cheklovlarni engib o'tish
Tashqi tarjimonlar elektr dci tizimlariga xos bo'lgan chip periferikaviy o'tkazish qobiliyati cheklangan cheklovlarini engib bo'lmaydi. Ushbu to'siqlar orqali to'g'ridan-to'g'ri - chip tanaffusida to'g'ridan-to'g'ri amalga oshiriladigan integratsiyalashgan fotonik texnika. Integratsiyalashgan CMOS fotonikasini eksperimental tekshirish, bilvosita modulyatsiya yordamida amalga oshiriladi, barcha muloqot tarkibiy qismlari bilan barcha aloqa komponentlari mavjud.
Biroq, Mach - zehder ko'p - ko'p - Kanal dasturlari uchun kanalni (modulyator uchun taxminan 1}}} kanallari uchun mos emas, balki 50 fj dan yuqori bo'lgan nisbatan yuqori BTE). Ushbu cheklovlar amaliy dci tarqatish uchun muqobil yondashuvlarni talab qiladi.
Rezonans tuzilishi - echimlar
"Silikon fotoik rezonans rezonatorlari 1 fj / bitli modulyatsiya tezligi bilan ajralib turadigan ko'rsatkichlar bilan 50 Gbit va bepul spektrlar mavjud.
Manba: tabiat.com
Mikromring rezonatorlari
Ixitsiya, yuqori - samaradorlik modumulyatorlari rezonanant tuzilmalarga asoslangan samaradorlik modulyatori DCI arxitekturalari uchun istiqbolli alternativalarni taklif qiladi. Silikon - Mikromriya rezonatorlari - tanlangan kalitlar yoki filtrlarni tushirish modumulyatoridir.
To'lqin uzunliklarini tanlash
Mikroratlar DWDM-ni qurish (zich to'lqin zivispektsion interventsatsiyalash) qurilishining rivojlanishi (zich to'lqin zivispektsion interventsatsiyalash) uzatuvchilarni DCI tarqalishi uchun muhim ahamiyatga ega.
To'liq komponent to'plamlari
Silikon tizmasining yordamida, germaniyalik fotodetorlar 40 ga yaqin gratlik potodetorlari bilan birlashtirilgan, gerbiument masky'itlari, mikrorikalar DCI dasturlari uchun zarur bo'lgan muloqot to'plamini to'ldiradi.
DWDM optik aloqa arxitekturasi
DWI dasturlari uchun to'liq dosh berish optik aloqasi bir nechta integral tarkibiy qismlarni o'z ichiga oladi. Tashqi rejim - Qulflangan lazerning to'lqin uzunligi - chiroq manbalarida 100 ta gilam kanallari bilan qoplangan "taroqli" yorug'lik manbalarini ta'minlaydi. Tarmoqli to'lqin uzunliklarini tikuvchi signallarni optik tashuvchilarga bog'lab qo'yish uchun mikromring rezonatorlari.
To'lqinli signallarni namoyish etadigan, keyinchalik to'ldirilgan mikrofon massivlari orqali turli xil chiplarga qaytaring, so'ngra turli xil chiplarga qaytaring.
Ushbu havola arxitekturasi - COMPIP ALOQA TOP ALOQA TOP ALOVE - tolali ulanishlar va- - - - Board DCI dasturlari uchun dog 'va bog'langan chiplar bilan aloqa o'rnatiladi.
Ishlash oralig'i va elektr tahlilini tahlil qilish
Elektrni yo'qotish xususiyatlari
Opti-ro'zg'or va 10 m optik tolali Chip Maysmmy - Chip Maysm optik aloqalarini va 10 m optik tolalarni o'z ichiga oladi
WaveGuide tarqalishi yo'qolishi: jami 5 dB (2,5 db / sm × 2 sm)
Gratter Couper Yo'qolgan: jami 6 db (3 dB ga × 2)
Fiberning yo'qolishi: 0,04 dB (0,4 db / km × 4 × 4)
Mikromring kiritish yo'qolishi: 1 dB (har bir halqa × 2)
Jami aloqa byudjeti: 12.04 DB
Issiq boshqaruv masalalari
Issiqlik sozlash quvvati DCI optik tizimlaridagi muhim tarkibiy qismni anglatadi. Silikonning yuqori ther - optik koeffitsient (1,86 × 10 / K) haroratni haroratni aniqlashni talab qiladi.
Har bir mikrokredit, DCI muhitida keng tarqalganlik uchun 1 MVt uzunligi uchun taxminan 250 mkw twticative ni termal sozlashni talab qiladi.
Lazer talablari
Qabul qil kiritish optik kuchlari: -17 dBM 10 Gb / s da 10 gb / s gacha
Umumiy yo'l yo'qotish: 12.04 DB
Lazer samaradorligi: 30% - ulanish samaradorligi
Kerakli lazer kuchi: 5 DBM optik mahsuloti, 35 metr elektrik
Qabul qiluvchi kuchi
Tia quvvat sarfi: 8 MVt 10 Gb / s da
Kuchaytirgich kuchaytirgich: 10 Gb / s da 12 mw
Soat va ma'lumotlarni tiklash: 15 Gb / s da 15 mw
Jami qabul qilgich quvvati: har bir kanalda 35 metr
Modorulyator kuchi
Haydovchin davri: 1 Vpp drayveridagi 10 MVt
Mikromring Tuning: 10 gal glz kattiyozli uchun 0,5 mw
Jami modulyator kuchi: har bir kanalda 10,5 mVt
Qiyosiy tahlil: optik I / O elektrik
Hozirgi texnologiya holati
| Metrik | Elektr i / o | Optik I / O |
|---|---|---|
| Quvvat samaradorligi | 11 lr - SERDES uchun 11 pj / bit | 3 pj / bit, shu jumladan barcha komponentlar |
| Kuchli | Differentsial juftlik uchun 25 Gb / s | To'lqin uzunligi kanaliga 50 Gb / s |
| Ishlab chiqarish qobiliyati | 95% | 60% (hozirgi namoyishlar) |
| Narxlar tuzilishi | Gb / s uchun $ 0.50 | Har bir GB / S uchun $ 5.00 (Projected hajmi) |
| Yetuklik | Belgilangan jarayonlar bilan etuk | Laboratoriya demolari, tijorat muammolari |
Texnologiyalar O'tish punktlari
Tekshiruvni sektsiyalashtirish
Ishlab chiqarish muammolari va echimlar
Integratsiya murakkabligi
DCI dasturlari uchun fotonik komponentlarni birlashtirish katta muammolarni keltirib chiqaradi. Qabul qilinadigan hosildorlik darajasi bilan yuzlab yoki millionlab integratsiyalashgan qurilmalarni ishlab chiqaradigan dorilar tomonidan tijorat tarozilarida isbotlanmaganligicha qolmoqda.
Asosiy ishlab chiqarish muammolari:
Yengil uzunlikning aniqligi: ± 0,1 nm aniqlik
Uy jihozlari: ± 0,5 mkm Samarali tola bilan bog'lanish uchun tollik
Jarayon bir xilligi:<5% variation across 300 mm wafers
Termal barqarorlik: ± 0,5 daraja haroratni boshqarish aniqligi
Ishonchlilik masalalari
Uzoq - DCI Deployets uchun ishonchlilik muddatli malaka oshirishni talab qiladi:
Tezlashtirilgan qarish:10 000 soat 85 daraja / 85% namlik
Termal velosiped:1000 darajadan +85 darajasidan 1000 darajagacha
Mexanik zarba:1,500 g yarm - Sine puls sinovi
Tebranish: 20 g tasodifiy tebranish, 10 Hz 2 kHz
Hozirgi optik tarkibiy qismlar stavkalarni (ish vaqtini vaqtida) ({1}}} missiyasi uchun zarur bo'lgan ishonchlilik darajasiga murojaat qilib, 100 taga mos keladigan ishonchlilik darajasiga murojaat qiladi.
DCI deportatsiya qilish uchun iqtisodiy fikrlar
Mulkni tahlil qilishning umumiy qiymati
Bozorni asrab olish proektsiyalari
Kelgusi texnologiyalar rivojlanmoqda
Kengaytirilgan modulyatsiya formatlari
Keyingi - avlod dci tizimlari ma'lumot va samaradorlikni sezilarli darajada oshirish uchun rivojlangan modulyatsiya formatlari qo'llaniladi:
Pam-4
2 bit / belgi spektrini ikki baravar oshirish
Kolonni aniqlash
To'lqin uzunligiga 400 gb / s quvvatga ega
Oldinga xato tuzatish
Bog'lanishning marjalarini 8 dB ga oshiradi
Probabilycistik turkumli shakllantirish
Qo'shimcha 1,5 dB sezgirligiga ega bo'ladi
Monolit integratsiya yo'li
Kelajak DCI arxitekturalari fotonika va elektronika uyg'otadigan yaxlit integratsiya sohalaridan foyda ko'radi:
2026: Lazer integratsiya namoyishlari
- chip yorug'lik manbalari uchun 20% samaradorlikka erishish
2028: - chipdagi -
DCI dasturlari uchun to'liq integratsiyalashgan echimlar
2030: 3D integratsiya
Elektronika va fotonikani to'plangan arxitekturalarda birlashtirish
2032: Kvant nuqta lazerlari
Haroratni - katta ishonchlilik uchun sezilarli operatsiya
Rivojlanayotgan texnologiyalar
Paslamon
Ultra - kompakt asbob-uskunalarni yoqib yuboradigan to'lqin uzunliklarini buzish
Grafika modulyatorlari
0,1 fj / bit samaradorligi bilan 100 ga yaqin chegarasi, potentsial optik optik aloqa
Fotonik neyron tarmoqlari
- tarmoq ichidagi tezkor ma'lumotlarni qayta ishlashni yoqish uchun DCI tezlashtirish uchun tarmoqni hisoblash
Orbital burchakli momentum
To'lqin uzunligidan tashqari ko'p sonli o'lchamda
Standartlashtirish sa'y-harakatlari va sanoat hamkorligi
Standartlarning rivojlanishi
Bir nechta standartlar organlari o'zaro ishlashni ta'minlash va asrab olishni tezlashtirish uchun DCI optik xususiyatlarini muvofiqlashtirish:
IEEE 802.3
400Gbe va 800GBe standartlarini aniqlash
Oif
Umumiy elektr interfeyslarini rivojlantirish
Kobo
- Kinglash optik xususiyatlari
Qobiq
Ichki aloqalarni berish optikasi
Sanoat konsorsiumlari
Umumiy tadqiqotlar va resurslar orqali birgalikda DCI texnologiyasini ishlab chiqishni tezlashtiradi:
Maqsad fotonikasi
610 million dollarlik jamoat - Xususiy sheriklik integratsiyalashgan fotonikani ishlab chiqarish
Epik epik
Evropa fotonika sohasi sanoatining qiymat zanjiri bo'yicha konsorsium
Ipp
Texnologiyalarni rejalashtirish uchun kompleks fotonikani boshqarish tizimlari
Ochko'zlik
Multi - Optik tizimlar uchun manbali tizimlararo echimlarga imkon beradigan optik tizimlar uchun manbali kelishuv
Amalga oshirish bo'yicha arxitektorlar uchun ko'rsatmalar
Qadoqlash xonasiga har kuni xizmat ko'rsatish
DCI optik tizimni muvaffaqiyatli amalga oshirish muntazam yondashuvlarni talab qiladi:
Talablarni tahlil qilish
Ariza ehtiyojlari asosida o'tkazish qobiliyatini, kechikish va ishonchlilik maqsadlarini aniqlang
Byudjet byudjeti hisoblash
Barcha zarar mexanizmlari va chegaralari, shu jumladan harorat o'zgarishi
Quvvat byudjetini rejalashtirish
HAMMA FAQAT VA AVTOMOBA Ixtisoslarini termal boshqaruv orqali boshqarish
Issiqlik dizayni
Barqaror ishlash uchun etarli sovutish va haroratni boshqarish
Raqlanishlarni rejalashtirish
Dizayn {{+1 missiyasi uchun Missiya uchun himoya sxemalari
Eng yaxshi amaliyotlar
DCI optik joylashuvi uchun tasdiqlangan amaliyot quyidagilardan iborat:
Komponentlarning qarishini hisobga olgan holda uzun - uzoq vaqt davomida ishonchlilik muddatini ushlab turing
Kanal o'zgarishlari va haroratining ta'siri uchun moslashuvchan tenglashtirishni amalga oshiring
Proaktiv texnik xizmat ko'rsatish uchun optik ishlarni takomillashtirish monitoringi
Signal buzilishining oldini olish uchun optik interfeyslar uchun tozalash protokollarini yarating
Muammoni bartaraf etish uchun barcha tolali marotabozlik va to'lqin uzunlikdagi topshiriqlarini hujjatlashtiring
Kutildagi o'tkazish qobiliyatini yaxshilash uchun tarqoqlikni minimal qayta ishlash bilan ta'minlash uchun dizayn
Zinmolishdan oldin eng yomon - misolda atrof-muhitni sinovdan o'tkazish
Büks yo'qotishlar va mexanik stressni minimallashtirish uchun kerakli kabel boshqaruvini amalga oshiring