阿里云首次規(guī)模部署LPO光模塊

阿里云全球首次規(guī)模部署LPO光模塊，

引領(lǐng)AI數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)高效能時(shí)代

  2024年阿里云基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)團(tuán)隊(duì)完成線性可插拔光模塊(LPO, Linear Pluggable Optics)規(guī)模上線，成為全球首家實(shí)現(xiàn)LPO技術(shù)規(guī)模部署的云服務(wù)商，本次規(guī)模部署的LPO光模塊為基于單通道100Gbps的400G DR4光模塊，目前已成功支撐多個(gè)AI用戶長(zhǎng)期平穩(wěn)運(yùn)行，數(shù)據(jù)顯示LPO光模塊和傳統(tǒng)光模塊在保持同等傳輸性能和穩(wěn)定性前提下，能夠降低光模塊功耗超50%以上。這一突破性技術(shù)應(yīng)用將顯著提升AI智算網(wǎng)絡(luò)的能效，為下一代高性能計(jì)算(HPC)和人工智能(AI)負(fù)載提供更高效、低碳的基礎(chǔ)設(shè)施支持。

  技術(shù)背景：

  AI智算網(wǎng)絡(luò)帶寬提升的挑戰(zhàn)

  回顧過去十年數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)路線，隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬不斷提升，光模塊的功耗上升速度高于交換芯片的功耗上升速度，2019年12.8T交換芯片首次使用50Gbps PAM4調(diào)制格式的Serdes，彼時(shí)DSP芯片開始在光模塊中使用，光模塊的功耗開始趕上交換芯片的功耗，未來1.6T/3.2T網(wǎng)絡(luò)，光的功耗將超過電的功耗2倍以上，功耗問題成為網(wǎng)絡(luò)帶寬提升最大的挑戰(zhàn)之一。

  技術(shù)突破：LPO破解帶寬功耗墻

  面對(duì)這一關(guān)鍵挑戰(zhàn)，阿里云選擇LPO技術(shù)作為突破方向。LPO技術(shù)通過ASIC直驅(qū)線性光模塊，去除傳統(tǒng)光模塊中的DSP(數(shù)字信號(hào)處理)芯片，將光模塊功耗降低50%以上，同時(shí)降低了光模塊的成本，減少傳輸延遲，為AI數(shù)據(jù)中心提供更高帶寬、更低時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)連接。

  工程實(shí)踐：協(xié)同攻堅(jiān)技術(shù)難題

  LPO技術(shù)因其具備CPO(Co-Packaged Optic)的低功耗、低時(shí)延、低成本等所有優(yōu)點(diǎn)，并具有可插拔可維護(hù)的優(yōu)勢(shì)，然而這些技術(shù)優(yōu)勢(shì)的實(shí)現(xiàn)需克服重重的技術(shù)挑戰(zhàn)，LPO技術(shù)面臨光電信號(hào)完整性、不同廠家間互聯(lián)互通以及模塊生產(chǎn)測(cè)試等方面的技術(shù)挑戰(zhàn)，使各大云廠商望而怯步。阿里云基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)團(tuán)隊(duì)持續(xù)攻堅(jiān)各項(xiàng)技術(shù)難題，通過交換機(jī)和光模塊協(xié)同設(shè)計(jì)優(yōu)化和端到端鏈路優(yōu)化，并深入研究LPO和交換機(jī)的邊界條件，制定了LPO光模塊技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)指南，成功解決了各項(xiàng)技術(shù)難題。此次部署的LPO光模塊是來自多個(gè)模塊生產(chǎn)商的多芯片方案，并在AI智算網(wǎng)絡(luò)中互聯(lián)互通組網(wǎng)。

  綠色效益：推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展

  LPO技術(shù)的規(guī)模化應(yīng)用是阿里云踐行綠色計(jì)算理念的重要里程碑。相比傳統(tǒng)方案，單個(gè)400G光模塊模塊功耗降低5W，LPO技術(shù)的規(guī)模部署可以顯著降低數(shù)據(jù)中心碳排放，從而降低PUE，這與阿里云“綠色AI”戰(zhàn)略高度契合，通過底層技術(shù)革新助力客戶實(shí)現(xiàn)高效低碳的算力部署。

  展望未來

  本次LPO光模塊規(guī)模部署在保證穩(wěn)定性的前提下，證明了LPO技術(shù)在AI智算網(wǎng)絡(luò)中可規(guī)模部署，并且能夠帶來顯著的能效收益。此次基于400G DR4 LPO技術(shù)的應(yīng)用為未來1.6T/3.2T時(shí)代光鏈路功耗降低提供可能的路徑。

  展望未來，阿里云將持續(xù)投入LPO、LRO、CPO等前沿光互聯(lián)領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新，推動(dòng)AI智算中心向更高效、更智能的方向發(fā)展。

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