全光算力網(wǎng)絡(luò):突破時延瓶頸,引領(lǐng)數(shù)字變革
電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道(文 / 李彎彎)當(dāng)下,人工智能(AI)技術(shù)迅猛發(fā)展,算力成為推動數(shù)字經(jīng)濟(jì)前進(jìn)的核心力量。隨著AI應(yīng)用不斷拓展,對底層算力網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率、時延控制和可靠性提出了極高要求。然而,傳統(tǒng)算力網(wǎng)絡(luò)受電信號傳輸物理限制,存在時延高、帶寬不足、擴(kuò)展性差等問題,難以滿足未來大規(guī)模智算集群的部署需求。在此背景下,光通信技術(shù)憑借超低時延、超大帶寬和協(xié)議透明性等優(yōu)勢,成為突破算力瓶頸的關(guān)鍵途徑。
近日,工業(yè)和信息化部辦公廳發(fā)布《關(guān)于開展城域“毫秒用算”專項(xiàng)行動的通知》,明確到2027年要構(gòu)建全域覆蓋、高效暢通的城域毫秒用算網(wǎng)絡(luò)能力體系,推動全光算力網(wǎng)絡(luò)從概念走向?qū)嵺`。
全光算力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)加速推進(jìn)
該通知聚焦算力網(wǎng)絡(luò)發(fā)展,旨在構(gòu)建高速大容量、低時延、廣覆蓋的城域網(wǎng)絡(luò),在城域內(nèi)實(shí)現(xiàn)毫秒級算力資源網(wǎng)絡(luò)通達(dá),即算力中心毫秒互連(<1毫秒)、重點(diǎn)場所算力資源毫秒接入(<1毫秒)、應(yīng)用終端算力應(yīng)用毫秒可達(dá)(網(wǎng)絡(luò)時延<10毫秒),以專項(xiàng)行動帶動各方推進(jìn)毫秒用算網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。
行動內(nèi)容主要有三方面:
一是推動“算力中心毫秒互連”,加強(qiáng)創(chuàng)新技術(shù)落地。完善算力中心間互連網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),優(yōu)化布局,到2027年使城域中型及以上算力中心間光層單向互連時延小于1毫秒。加快部署高性能網(wǎng)絡(luò),推進(jìn)高速光傳輸系統(tǒng)設(shè)備應(yīng)用,開展網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新技術(shù)驗(yàn)證,提升算網(wǎng)一體化運(yùn)營效能。
二是推動“算力資源毫秒接入”,打造毫秒入算底座。完善重點(diǎn)場所算力接入網(wǎng)絡(luò)布局,推動光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備部署,構(gòu)建城域毫秒級低時延一跳入算能力。推進(jìn)入算網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)驗(yàn)證,引導(dǎo)服務(wù)體驗(yàn)升級,開展能力評估,建立監(jiān)測機(jī)制,到2027年實(shí)現(xiàn)城域算力1毫秒時延圈覆蓋率目標(biāo)。
三是推動“算力應(yīng)用毫秒可達(dá)”,提升應(yīng)用交互體驗(yàn)。優(yōu)化算力應(yīng)用終端到服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)時延,促進(jìn)算力中心內(nèi)網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方案、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等技術(shù)創(chuàng)新,優(yōu)化人工智能訓(xùn)練推理的通信效能,推動算力中心全光交換(OCS)、光電融合組網(wǎng)等技術(shù)應(yīng)用部署,到2027年使算力應(yīng)用終端到算力中心服務(wù)器的單向網(wǎng)絡(luò)時延小于10毫秒。豐富算網(wǎng)融合業(yè)務(wù),推出定制化套餐,提升典型算力應(yīng)用交互體驗(yàn),促進(jìn)人工智能更好賦能新型工業(yè)化。
值得注意的是,通知要求三大運(yùn)營商(中國電信、中國移動、中國聯(lián)通)加強(qiáng)專項(xiàng)指導(dǎo)與資源投入。實(shí)際上,國內(nèi)運(yùn)營商已在光通信領(lǐng)域布局多年:中國移動啟動空芯光纖商用線路部署,中國電信完成空芯光纖集采,中國聯(lián)通實(shí)現(xiàn)400G/800G全光算力網(wǎng)絡(luò)商用,為專項(xiàng)行動落地奠定了基礎(chǔ)。
OCS全光交換技術(shù)與產(chǎn)業(yè)鏈
通知提到將推動算力中心全光交換(OCS)技術(shù)應(yīng)用部署,相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)將迎來發(fā)展機(jī)遇。全光交換(OCS)通過光學(xué)器件直接控制光信號傳輸路徑,實(shí)現(xiàn)輸入端口到輸出端口的連接。與傳統(tǒng)電交換不同,OCS全程在光域操作,具有協(xié)議透明性、超低延遲、高能效等優(yōu)勢,但也存在光學(xué)器件累計(jì)損耗、穩(wěn)定性與可靠性不足、擴(kuò)展能力受限等劣勢。
目前,OCS領(lǐng)域主流技術(shù)有直接光束偏轉(zhuǎn)(DLBS)、數(shù)字液晶(DLC)和微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)。其中,基于MEMS的光交換技術(shù)因大端口、低插損、快速切換和低成本等優(yōu)勢,成為廠商的主流選擇。MEMS光交換是微鏡反射型,便于集成和控制,核心組件是微鏡陣列芯片,負(fù)責(zé)在光纖間建立和斷開連接。
OCS核心零部件企業(yè)主要有:
MEMS振鏡:賽微電子是全球MEMS芯片代工市占率第一的企業(yè),也是MEMS - OCS技術(shù)領(lǐng)先者,為微軟Azure供貨并與光迅合作降低封裝成本;凌云光的MEMS微鏡方案已應(yīng)用于微軟Azure AI超算;威唐工業(yè)的MEMS微振鏡已批量生產(chǎn),并在工業(yè)領(lǐng)域獲批量訂單。
光學(xué)元件供應(yīng)商:炬光科技是全球領(lǐng)先的光子應(yīng)用解決方案提供商,其研發(fā)的精密光學(xué)微透鏡陣列為OCS小型化奠定技術(shù)基礎(chǔ),已通過Calient間接供貨谷歌/Meta;光庫科技是OCS技術(shù)MEMS路線代表,是谷歌OCS的重要供應(yīng)商和代工廠商,供應(yīng)光開關(guān)核心器件,也是OCS壓電陶瓷路線代表,自研OCS交換機(jī)技術(shù)路線差異化;騰景科技少量精密光學(xué)元組件已應(yīng)用于OCS全光交換機(jī)領(lǐng)域的海外客戶產(chǎn)品中,并通過Coherent間接供應(yīng)谷歌;光迅科技為OCS提供核心光引擎與光模塊,是國內(nèi)唯一實(shí)現(xiàn)MEMS - OCS量產(chǎn)的廠商。
光纖陣列單元(FAU):天孚通信的FAU光纖陣列單元市占率高,進(jìn)入北美AI巨頭供應(yīng)鏈;光庫科技的微連接產(chǎn)品應(yīng)用于OCS/WSS模塊,進(jìn)入博通FAU供應(yīng)體系;杰普特通過控股矩陣光電切入FAU產(chǎn)業(yè)。
光纖及連接器:長飛光纖全球光纖光纜銷量第一,是國內(nèi)三大運(yùn)營商的核心供應(yīng)商,也是OCS光纖及連接器供應(yīng)商;長芯博創(chuàng)是OCS“高速光纖連接器”龍頭,專注光通信連接解決方案;天孚通信布局了OCS里的光纖準(zhǔn)直器、透鏡等核心部件;亨通光電提供OCS相關(guān)光纖光纜及光器件;中天科技是國內(nèi)光纖光纜雙巨頭之一,全產(chǎn)業(yè)鏈覆蓋光纖預(yù)制棒、光纖、光纜、光模塊等環(huán)節(jié),涉及OCS配套光纖及光組件;太辰光是全球光密集連接產(chǎn)品龍頭,供應(yīng)OCS相關(guān)光連接器及器件。
OCS整機(jī)及代工方面,德科立是業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的光電子器件和光傳輸子系統(tǒng)供應(yīng)商,也是OCS整機(jī)供應(yīng)商及代工商,其硅基OCS獲海外訂單,代工Lumentum。中際旭創(chuàng)是OCS數(shù)字液晶路線代表,布局OCS整機(jī)及核心技術(shù),通過提供高性能的800G乃至1.6T的光模塊解決方案,支持OCS架構(gòu)的高速數(shù)據(jù)傳輸需求,獨(dú)家代工谷歌OCS;銳捷網(wǎng)絡(luò)是中國200G/400G數(shù)據(jù)中心交換機(jī)市場占有率長期位居第一的國內(nèi)白盒交換機(jī)龍頭,與英偉達(dá)合作開發(fā)CPO交換機(jī);紫光股份旗下新華三OCS市占國內(nèi)第二,綁定華為昇騰,推出全光交叉設(shè)備。
寫在最后
隨著“毫秒用算”專項(xiàng)行動推進(jìn),全光算力網(wǎng)絡(luò)將成為AGI發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施底座。移動云《云智算光互連發(fā)展報(bào)告》指出,在光交換領(lǐng)域,OCS方向已初步實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。光交換作為支撐超大規(guī)模Scale - Out架構(gòu)的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施,在智能中心的應(yīng)用前景樂觀。短期來看,OCS有望進(jìn)行小范圍試點(diǎn)應(yīng)用;長期來看,光分組交換潛力更大。此次專項(xiàng)行動不僅是技術(shù)升級,更是算力基礎(chǔ)設(shè)施的范式變革,全光算力網(wǎng)絡(luò)正重構(gòu)數(shù)字世界底層邏輯。
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