- Perseus הוא ה-DSP האופטי הראשון בתעשייה בקצב Gbps 400/800 בטכנולוגיית PAM4 בתהליכי 5nm המשלב גם דרייבר TIA וגם VCSEL לביצועים אופטימליים בתקשורת לטווח קצר
- Spica Gen2 הוא מעבד תקשורת DSP במהירות 800 Gbps PAM4 שתוכנן לחיבורים בטווח של עד 10 ק”מ, ומוטמע בתעשייה בקנה מידה רחב
- שני מעבדי ה-DSP האופטיים מרחיבים את סל מוצרי הקישוריות האופטית של Marvell, המאפשרים הרחבה יעילה של מרכזי נתונים בענן בעידן המחשוב המהיר במיוחד
Marvell Technology, Inc. המתמחה בפתרונות מוליכים למחצה לתשתיות נתונים, מציגה שני מעבדי אותות דיגיטליים PAM4 אופטיים (DSPs אופטיים המאפשרים לנותני שירותי ענן לשרת את הביקוש הגובר ל-AI, מחשוב מהיר ושירותי ענן על ידי אופטימיזציה של ביצועים, הגדלת רוחב הפס ושיפור היעילות של הקישורים האופטיים המחברים בין תשתית הנתונים.
Perseus DSP, שדוגמאות שלו מסופקות עתה ללקוחות, הוא המודול הראשון בתעשייה במהירותGbps 400/800 בטכנולוגיית 5nm , המשלב באופן מונוליטי את הרכיבים החשמליים העיקריים של מודול אופטי לחיבור קצר: DSP אופטי, מגבר transimpedance (TIA) ומנהל התקן לייזר על גבי שבב שטוח – (VCSEL) – לתוך רכיב אחד. השילוב הזה מאפשר הפחתת צריכת זרם, מקום, ועלות כוללת. שילוב מונוליטי של רכיבים גם מפחית את מורכבות הייצור ומאפשר ליצרני מודולים להרחיב במהירות גבוהה יותר את היקפי התפוקה. Perseus זמין גם עם דרייבר פוטוני סיליקון משולב.
Perseus מותאם הן לכבלים אופטיים אקטיביים (AOCs), המחליפים כבלי נחושת פסיביים לחיבור ציוד בתוך ארוניות מסד, והן לחיבורים אופטיים קצרי טווח בריבוי-מצבי פעילות, למרחקים של חמישה עד 500 מטרים.
Marvell® Spica Gen2, שאספקת דוגמאות שלו החלה בסוף 2022 נמצא כעת בייצור בקנה מידה מלא, הוא DSP אופטי של Gbps 800 בטכנולוגיית 5nm, המותאם לחיבורים בטווח ארוך יותר, דוגמת חיבורים אופטיים בפס רחב המקשרים בין שרתים בתוך אשכול עיבודי AI, או חיבורים אופטיים בין ארוניות מסד במרכז נתונים בקנה מידה גדול במיוחד. Spica Gen2 מאפשר ליצרני מודולים אופטיים הניתנים להפחית את צריכת החשמל של מוצרים מתחת ל-12 וואט, חיסכון של 25% בהשוואה לדור הקודם של מעבדים כאלה.
שני השבבים הם המוצרים העדכניים ביותר בסל הולך וגדל של שבבי קישוריות אופטיים ונחושת מבית Marvell המותאמים לשימושים ספציפיים, במגמה לסייע למפעילי ענן למקסם את הניצול והביצועים של התשתיות, תוך הפחתת העלות וההספק הכולל לביט. הן Perseus והן Spica Gen2 מבוססים על ארכיטקטורת ה-DSP האופטית PAM4 של Marvell, שהיא כיום ה-DSP האופטי הנפוץ ביותר במרכזי נתונים בענן ובאשכולי מחשוב למשימות בינה מלאכותית.
ולאד קוזלוב, מנכ”ל ומייסד חברת הייעוץ ומחקר השוק LightCounting, צופה כי נפח המשלוחים של רכיבי 800Gbps ומודולים אופטיים מהירים יותר לענן יגדלו מ-3 Exabits/שנייה ל-19 Exabits/שנייה עד 2027, תוך הצגת צמיחה שנתית מצטברת ממוצעת של 78%. לדבריו, “מארוול נמצאת זמן רב בחזית הרחבת מגוון היישומים ואפשרויות השימוש בתקשורת אופטית פנימית, בתוך מרכזי נתונים. Perseus ו-Spica Gen2 מייצגים את הצעדים האחרונים במסע הזה”.
לחבר את הענן
מודולי DSP אופטיים ממירים אותות חשמליים ממתגי תקשורת או מכשירים אחרים כך שתעבורת נתונים יכולה לעבור לרשתות אופטיות מהירות יותר, יעילות יותר ובעלות רוחב פס גדול יותר. כעמוד התווך במרכזי נתונים מאז תחילת שנות ה-2000, מודולים אופטיים הציגו עלייה של פי 1000 בקצב הנתונים והפחתה של פי 100 באנרגיה לביט. רוב החיבורים בתוך מרכזי נתונים למרחקים של מעל חמישה מטרים נעשים כיום בעזרת מודולי DSP אופטיים.
רוחב הפס הכולל של מודולים אופטיים מוכפל בערך כל שנתיים: מודולים מבוססי DSP אופטיים גדלים בכ-54% בשנה במונחים של סיביות המועברות דרכן, באופן המאפשר צמיחה שנתית של 40-50% של תעבורת רוחב הפס אצל ספקי שירותי ענן.
עידן המחשוב המואץ מעודד חדשנות בטכנולוגיית DSP אופטית: ספקי שירותי ענן מבקשים להרחיב את התשתית שלהם כדי לעמוד בביקוש הגואה של הלקוחות, כמו גם בדרישות הביצועים ההולכות וגדלות של עומסי עבודה חדשים ומורכבים. חלק מאשכולות המחשוב המשמשים לאימון בינה מלאכותית, למשל, יכולים להכיל עד 32,000 מעבדים, 2,000 מתגים, 70,000 מודולי DSP אופטיים ולצרוך עד 45 מגה וואט של הספק.
כדי לעזור למפעילי ענן להגדיל את ההחזר על ההשקעה שלהם, Marvell מייצרת מוצרי קישוריות מותאמים ליישומי קישוריות ולשימושים ויישומים שונים. Perseus, למשל, תומך הן בעבודה במשימות תזמון מחדש – retimer מלא – עבור מודולים הדורשים הן יכולות שידור והן עבודה כמקלט, כמו גם בעבודה במשימות שידור בלבד או כמקלט – באופן המוכר כחצי retimer, כגון רכיבי אופטיקה ניתנת לחיבור ליניארי (LPO). מוצרים מיוחדים נוספים המבוססים על הטכנולוגיה הזאת של מארוול כוללים את Nova (ה-DSP האופטי הראשון בתעשייה במהירות 1.6T לחיבורים בטווח בינוני עד ארוך בתוך מרכזי נתונים), Porrima DSPs בקצבים קוהרנטיים של (100-400G) ומודולים לחיבורים ארוכי טווח (2-2,000 ק”מ), וכן התקני כבלים מבוססי נחושת לקישורי שרת לשרת.
“הגישה האופטימלית של Marvell לעיצוב סיליקון נותנת לנו פלטפורמה לפיתוח פורטפוליו רחב יותר של מוצרים”, אמרה אוסה מוק, סמנכ”לית השיווק של InnoLight. “בעידן הבינה המלאכותית, לקוחות יחפשו ביצועים וחיסכון בחשמל בכל חלק של התשתית שלהם. מודולים וטכנולוגיות אופטיות מיוחדות יאפשרו להם להשיג את מטרותיהם בצורה מדרגית וחסכונית”.
“מחשוב מואץ דורש תשתית מואצת”, אמר שי וואנג, סגן נשיא לשיווק מוצרים לקישוריות אופטית ב-Marvell. “Perseus DSP ו-Spica Gen2 הן הדוגמאות האחרונות לאסטרטגיה שלנו החותרת לאפשר לשותפים שלנו ולמשתמשי הקצה שלנו לשפר ללא הרף את היעילות, הביצועים והחוסן של הנכסים הקריטיים שלהם, תוך יצירת פלטפורמה לשירותים חדשים”.
תכונות נבחרות של Perseus DSP כוללות:
- PAM4 DSP לערוץ אופטי מרובע/מתומן 100 Gbps
- תמיכה ביישומי מודול אופטי 400G ו-800G
- צריכת חשמל נמוכה
- TIA משולב
- דרייבר לינארי משולב (VCSEL ו-SiPho PIC)
- תואם CMIS ליכולות אבחון מתקדמות
- תומך בהפעלת Lane עצמאי
- תואם למודולים אופטיים QSFP-DD ו-OSFP במהירות Gbps 800 עבור יישומי 800 Gbps ומודול QSFP112 לפריסות AOC של 400 Gbps/מצב יחיד/ריבוי-מצבים
תכונות נבחרות של Spica Gen2 כוללות:
- ארכיטקטורת 800G Spica DSP לקישוריות מרכזי נתונים
- תמיכה בקישוריות 1x800G, 2x400G, 8x100G למתגי 2T, 25.6T ואשכולות בינה מלאכותית ולמידת מכונה AI/ML מתקדמים
- תומך במודולים אופטיים של 100 מ’ SR8 ו-500 מ’ DR8 לטווח של 2 ק”מ, 2xFR4, ו- 10Km LR8.
- DSP תואם IEEE, MSA ו-CMIS התומך בכל יישומי הקישוריות האופטית בקצבים של 200G/400G/800G
- DSP בהספק נמוך עם דרייברים משולבים התומכים ב-EML ו-Sipho
- יכולות אבחון מתקדמות המספקות תובנות לגבי תקינות הרשת
- תמיכה ב-Bare die design, עבור יישומים רגישים לעלות ועיצובי BGA קטנים, מאפשרת הגעה מהירה יותר לשוק.
- תואם למודולי QSFP-DD ו-OSFP במהירות Gbps 800
