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    通信行業(yè)周報:AI超算下的光互聯(lián):光模塊、AOC與DAC

    2023-07-09 14:21:00    來源:和訊國盛證券宋嘉吉/黃瀚/趙丕業(yè)/邵帥    


    (資料圖片僅供參考)

    通過深入研究AI 算力巨頭英偉達近年的AI 超算方案,我們注意到,通信網絡是制約數據中心算力高低的關鍵因素。在多線程并行計算下,通信成為制約算力的短板,只要有一條交換鏈路出現網絡阻塞或丟包,就會產生I/O 延遲。因此,AI超算對于網絡層數據傳輸速率和延時要求非常苛刻,需要高帶寬、高速率的交換機和通信鏈路匹配。
    交換網絡的連接方案多樣,AI 超算和DCI 場景中,主流是光模塊+光纖、AOC(Active Optical Cables,有源光纜)和DAC(Direct Attach Cables,直連電纜),DAC 也可分為有源ACC、AEC 和無源DAC。
    光模塊+光纜最為主流,本身衍生出眾多傳輸速率和封裝類型,可以廣泛、靈活應用于多種場景中,例如長距離電信傳輸網、中距離接入網和DCI、服務器架頂交換機皆可看到光模塊家族的身影;光模塊的I/O 端口也可以廣泛適配各種光纖連接器,傳輸距離靈活可控。
    AOC 將光模塊和光纜集成化,避免光口被污染的可能性,以提升可靠性。AOC 是成本與性能折中的一種優(yōu)化設計方案,減少光器件數、去除DDM(數字診斷)功能,專用于超短距離的架頂以太網或InfiniBand 交換機的互聯(lián)場景,通常是100米傳輸距離。因為傳輸距離超短,所以AOC 使用的光模塊通常是VCSEL 多模方案。
    DAC 沒有光電轉換模塊,線纜兩頭是簡單的電纜連接頭,因此成本非常低。DAC可以進一步細分為有源ACC、AEC 和無源DAC,有源ACC、AEC 相比無源DAC傳輸距離更長。由于銅的物理性能限制,DAC 傳輸距離極短,且?guī)捲酱螅行鬏斁嚯x就越短。在速率從400G 向800G 升級中,其傳輸距離將從3m 縮短到2m。
    三種方案各有所長,適用場景各不相同。在傳輸場景上,光模塊+光纜范圍最廣,從電信匯聚前傳、中傳網絡,到數通交換機都可以使用;AOC 則適用于百米距離的大帶寬架頂交換機互聯(lián);DAC 適用于服務器和GPU 連接到架頂交換機。從成本看,光模塊+光纖成本較高,但組網靈活,從全成本角度考慮仍是海外云廠商最主流方案;AOC 因為是集成化設計,因此成本次之;DAC 無需光電轉換,成本最低,但高速率下傳輸距離距離極大受限,我們認為,電信接入網的“光進銅退”
    也將在AI 超算中上演,此前因為高速率光模塊成本原因,AOC 方案優(yōu)勢不明顯,但隨著高速率光模塊成本的降低,AI 超算時代DAC 方案有望加速向AOC 方案升級。
    算力——
    光通信:中際旭創(chuàng)、新易盛、天孚通信、太辰光、騰景科技、德科立、聯(lián)特科技、華工科技、源杰科技、劍橋科技、銘普光磁。算力設備:中興通訊、紫光股份、銳捷網絡、菲菱科思、恒為科技、工業(yè)富聯(lián)、寒武紀、震有科技。云算力:光環(huán)新網、奧飛數據、數據港、潤澤科技、科華數據。液冷:英維克、申菱環(huán)境、高瀾股份、佳力圖。邊緣算力承載平臺:美格智能、廣和通、移遠通信、初靈信息、龍宇股份、網宿科技、佳訊飛鴻。
    數據要素——
    運營商:中國電信、中國移動、中國聯(lián)通。數據可視化:浩瀚深度、恒為科技、中新賽克。BOSS 系統(tǒng):亞信科技、天源迪科、東方國信。
    風險提示:AI 發(fā)展不及預期,算力需求不及預期。
    【免責聲明】本文僅代表第三方觀點,不代表和訊網立場。投資者據此操作,風險請自擔。 (責任編輯:王丹 )

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