算力时代如何为数据中心降本增效?“轻有源”或是关键

零点
数据中心是数字经济的核心基础设施,随着互联网、云计算、大数据等技术的快速发展,特别是AI大模型技术的爆发,数据中心开始向高算力、高密度、高互联发展,同时对算力高效、节能、安全的互联互通也提出了全新的挑战。

本文来自微信公众号“IDC圈”,作者/零点。

数据中心是数字经济的核心基础设施,随着互联网、云计算、大数据等技术的快速发展,特别是AI大模型技术的爆发,数据中心开始向高算力、高密度、高互联发展,同时对算力高效、节能、安全的互联互通也提出了全新的挑战。

在这样的背景下,如何提升数据中心的能效和性能,并降低初始投资建设成本,在满足业务稳定、安全运行下,实现绿色化、智能化、高效化的高质量发展目标,成为了行业关注的焦点。

智算时代的挑战

据统计,2021年我国数据中心能耗约为2166亿千瓦时,占社会总用电量2.6%,并且随着数据量和计算需求的增长,数据中心能耗将持续上升。如何提高数据中心的能效,降低其对环境的影响,是业界面临的重大挑战和责任。

为此,我国出台了一系列政策和标准,引导和规范数据中心的绿色发展。如工信部等三部门发布了《关于加强绿色数据中心建设的指导意见》,提出到2022年,新建大型及以上数据中心的电能使用效率值(PUE)达到1.4以下,高能耗老旧设备基本淘汰,清洁能源应用比例大幅提升。行业在技术端也纷纷发力,研发能效更高的技术、产品和解决方案,以满足算力时代的绿色发展需求。

进入2023年,ChatGPT引爆了AI大模型产业,也带动了AI在自然语言处理、计算机视觉等领域的广泛应用,相关产业对算力和传输的需求和挑战也随之增加。据统计,截止7月中旬,仅我国企业发布的AI大模型产品就已经达到了112个。庞大的智能算力需求,推动数据中心快速进入了智算时代。

AI大模型的训练和推理需要大量的数据和计算资源,对数据中心的网络带宽、延迟、稳定性等提出了更高的要求,需要高性能计算网络来支撑。高性能计算网络需要解决两个核心问题:一是如何提高网络带宽和吞吐量,二是如何降低网络延迟和抖动。

行业需要一种绿色、节能、高效、高质量的全新通信技术。

“轻有源”

在这样的背景下,上市公司立讯精密下属子公司立讯技术经过理论推导与实践验证,提出了一种兼具节能与高效的高质量通信技术——“轻有源”。

“轻有源”技术是指基于高速裸线数据库及光电转换等手段,采用波束整形、时间重构、芯片直驱方式,对高速传输链路的信号质量进行恢复,以达到降低功耗、延长传输距离、降低成本目的的技术。

其中——

“轻”是指的应用方案带来的低成本和低功耗(相对于传统的方案),达到延长高速电信号传输距离(变长),或同等距离下减小线径(变细),同等光传输功耗降低及时延缩短,实现整体降低成本和功耗的目的。

“有源”是指的主动器件在高速信号传输过程中的补偿,通过模拟或者数字电路对高速信号的传输进行处理,解决信号传输数据丢失或者失真的问题。

相比传统的被动铜缆和主动光缆,“轻有源”技术能够有效提升数据中心能效,降低数据中心建设成本。

提效:“轻有源”技术可以通过降低高速信号的功耗,减少耗电和发热,从而实现数据中心整体的节能降耗。据估算,“轻有源”方案相比传统AOC光模块能耗降低可达20%-60%,对散热要求也更小。

降本:采用“轻有源”技术的产品,电互连通过线性波束整形及信号重构的方案,光互连采用光芯片物理层讯号Direct-Drive的方案,使用的铜缆或光缆更细、更轻,并去除了功耗较高的数字芯片,整体降低了材料成本和运维成本。

在此基础上,“轻有源”技术通过对信号质量进行恢复和提升,实现更长距离的高速传输,进而提高了数据中心的网络性能和算力效率。

“轻有源”作为一种高速信号传输方案,在提高信号质量,降低功耗,延长传输距离上有极强的优势,特别在高性能计算网络中可以提供更高的带宽和更低的延迟,因此在AI大模型的训练和推理场景中,可以起到良好的支撑作用。

技术引领 生态共建

我们认为,“轻有源”代表一种新型的数据中心互连解决方案,这或许是未来绿色数据中心发展的趋势所向。

在国内,腾讯率先使用ACC(Linear方案)铜缆缆替代AOC线缆,自2019年开始大批量使用,56G一代继续进行延展,已经布局到多个数据中心,预期112G一代会继续使用。此外如百度、美团、拼多多等也在逐步跟进导入56G ACC(Linear方案)的应用。

国外方面,微软、亚马逊、甲骨文等在56G一代已经大批量使用AEC方案,部署在常规数据中心、超级计算、智能AI运算等领域。Meta、谷歌、英伟达等云服务提供厂商,针对未来Linear AOC以及CPO的应用持肯定态度,已经有多个并行项目在进行评估。

同时,“轻有源”的发展也得到了行业协会和标准组织的支持和推动。例如,IPEC组织协会已对Linear Optical方案立项,OIF协会组织进行了系统的测试验证等。

立讯技术在相关领域进行了大量技术储备和生态体系建设,在技术创新、产品丰富、品质保障、客户认可等方面具有明显优势。

立讯技术“轻有源”产品线覆盖了电互连和光互连的各种应用场景,如外部互连高速铜缆、内部互连高速铜缆、高速背板连接器及线缆等。这些产品不仅可以满足不同的速率、距离、功耗等需求,还可以实现与各种标准和协议的兼容与互通。

此外,立讯技术为“轻有源”方案建立了完善的品质保障体系,从设计、生产、测试到交付,都采用了严格的标准和流程,确保产品的性能和可靠性,并与国内外电芯片及光芯片厂商合作较为紧密,能够提供给到芯片厂商原始数据及算法来优化系统带宽与线性度设计,从而共同开发取得最新的芯片及服务来支持立讯“轻有源”产品。

作为一种低成本、低能耗的技术解决方案,“轻有源”技术可以有效提升数据中心能效和算力的技术创新,具有节能降耗、提高信号质量、延长传输距离、降低成本等多重价值,具有广阔的市场前景和应用潜力。“轻有源”技术的普及与广泛应用,将进一步提升企业数据中心的绿色低碳水平和竞争力,在助力算力产业高效、节能、安全、智能化发展方面将发挥不可替代的重要作用。

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