지식

Linear Pluggable Optics는 컨퍼런스 데모에서 대부분의 사람들이 예상했던 것보다 빠르게 제품을 출시하는 단계로 전환했습니다. 이제 2개의 다중 소스 사양이 게시되었으며, 여러 공급업체의 스위치 플랫폼에서 선형 모듈을 수용하고, 칩 공급업체에서는 800G 및 1.6T 선형 링크를 목표로 하는 드라이버 및 TIA 실리콘을 발표했습니다. 무엇이~ 아니다도매 업계가 DSP- 기반 광학 장치에서 벗어나는 일이 일어났습니다.

이 문서는 모듈{0}}수준과 포트{1}}수준의 성능에 관한 것입니다. 왜냐하면 실제로 증거가 여기에 있기 때문입니다. 랙 부하, 냉각 오버헤드 또는 시설 에너지 비용에 대한 논의가 진행되는 경우 가정이 명시적으로 명시되므로 직접 대체할 수 있습니다. LPO가 다음 빌드에 속하는지 여부를 결정하려는 경우 호환성 체크리스트와 아래에 있는 제한 사항 섹션이 헤드라인 비율보다 더 중요합니다.

선형 플러그형 광학 장치란 무엇입니까?

LPO 트랜시버는 내부에 디지털 신호 프로세서가 없는 플러그형 광 모듈입니다. 모듈을 통한 전기 데이터 경로는 선형 및 아날로그입니다. 호스트는 모듈을 구동하고, 모듈은 광학 장치를 구동하며, 수신된 신호는 증폭되어 도중에 디지털 방식으로 복구되지 않고 호스트로 다시 전달됩니다.

모듈에 관한 다른 모든 내용은 인식 가능한 상태로 유지됩니다. LPO는 동일한 케이지, 커넥터 및 전면{5}}패널 밀도를 갖춘 기존 플러그형 폼 팩터 - QSFP112, QSFP-DD 및 OSFP -를 사용하며 모듈은 핫스왑이 가능하고 현장{7}}서비스가 가능합니다. 이미 이해하셨다면표준 광 트랜시버 모듈이 구축되는 방법, LPO 모듈은 하나의 대형 칩을 제거하고 주변 아날로그 회로의 기능을 훨씬 더 강화한 동일한 아키텍처입니다.

"선형"이라는 용어는 물리적 형태가 아닌 신호 경로를 나타냅니다. 특정 모듈이 특정 스위치 포트에서 작동할지 여부를 결정하는 것은 커넥터 -가 아닌 전기 경로 -이기 때문에 이러한 구별이 중요합니다.

LPO가 광학 DSP -를 제거하는 방법과 그 뒤에 남아 있는 것

기존 플러그형 트랜시버에서 모듈은 레이저 및 광학 장치, 변조기와 광검출기가 있는 포토닉스 다이, 변조기 드라이버와 트랜스임피던스 증폭기(TIA)가 포함된 전기 IC, 전송 및 수신 경로 모두에서 균등화를 수행하는 DSP를 전달합니다. 스위치 ASIC은 전기 인터페이스에서 SerDes를 공급합니다.

LPO는 해당 스택에서 DSP와 시계-및-데이터-복구 기능을 제거합니다. 그들이 수행한 재생 및 균등화 작업은 사라지지 않고 - 재분배됩니다. IEEE 전자 패키징 협회의선형 플러그형 광학 장치의 기술 개요이에 대해 설명하면 이러한 기능은 스위치 ASIC, 드라이버 IC 및 높은-선형성 TIA로 분할됩니다.

널리 유포되는 주장에 대한 두 가지 수정 사항입니다. 첫째, "모든 신호 처리가 호스트로 이동한다"고 말하는 것은 정확하지 않습니다. 모듈에는 여전히 선형 드라이버, 높은-선형성 TIA 및 연속-시간 선형 이퀄라이제이션과 같은 아날로그 조절 기능이 포함되어 있습니다. 호스트로 이동하는 것은 디지털 작업, 즉 타이밍 재설정, 오류 수정 및 관련 데이터 변환입니다. 둘째, 모듈은 한계 신호를 정리하기 위한 디지털 안전망 다운스트림이 없기 때문에 DSP 모듈보다 훨씬 더 실제 아날로그 설계 복잡성-을 유지합니다.

실질적인 결과는 LPO 링크가 호스트, 보드 채널, 커넥터 및 모듈을 포괄하는 공동 엔지니어링 시스템이라는 것입니다. DSP 모듈은 신호를 내부적으로 다시 유도하므로-광범위한 호스트 조건을 허용합니다. 선형 모듈은 그렇지 않습니다.

LPO 대 DSP- 기반, LRO 및 CPO 광학

LPO는 동일한 문제에 대한 최소한 네 가지 접근 방식 중 하나입니다. 단일 축으로 비교하면 - 전력 - 오해의 소지가 있는 순위가 생성되므로 아래 표에서는 실제 배포를 결정하는 경향이 있는 차원을 다룹니다.

LRO 컬럼은 레인당 200G를 계획하는 사람이라면 누구나 주목할 만한 가치가 있습니다. IEEE 개요에서는 초기 1.6T LPO 구현이 30W 이상으로 보고되어 자체적인 열 문제가 발생했으며, IEEE 802.3 신호 무결성 요구 사항 -을 준수하기 위해 송신측 DSP를 다시 도입하는 LRO -가 이 비율로 단기적으로 보다 실용적인 선택이 될 것으로 예상된다는 점을 지적합니다.- 1.6T LPO를 시연하는 공급업체는 일반적으로 LRO도 함께 표시해 왔습니다.

LPO가 실제로 얼마나 많은 전력을 절약할 수 있나요?

게시된 수치는 일관된 범위로 클러스터되어 있지만 모든 수치는 모듈 유형, 범위, 속도 및 열 설계에 따라 달라집니다. 다음을 사양이 아닌 범위로 처리합니다.

• 800G DSP-기반 플러그형14~18W 대역에서 일반적으로 인용되며, 800G DR8은 AI 클러스터에서 가장 널리 배포된 유형 중 하나입니다. 일관성 있고 확장된-800G 모듈 도달로 더 많은 이점을 얻을 수 있습니다.
• 800G LPO 모듈벤더가 게시한 수치는 일반적으로 약 7~8.5W입니다. 예를 들어 TE Connectivity는 OFC 2025에서 정격 8.5W의 OSFP{3}}XD LPO 트랜시버를 시연했습니다.
• 결과 모듈-레벨 저장따라서 동일한 속도와 도달 범위에서 유사한 DSP 부품에 비해 대략 40-50%입니다.

DSP는 기존 모듈 내에서 가장 큰 단일 전력 소비 장치이므로 DSP를 제거하면 이 정도의 전력을 절약할 수 있습니다. 모듈 전력의 정확한 공유 - 50%, 60% -를 할당하는 주장은 소스가 명명된 모듈에 대한 구성 요소{4}}수준 분석을 게시하지 않는 한 주의해서 처리되어야 합니다.

지연 시간도 향상되며 와트만큼 중요할 수 있는 분산 교육 워크로드의 경우에도 마찬가지입니다. 리타이밍을 제거하고 -모듈 내 FEC를 제거하면 홉당 몇 나노초가 단축됩니다. 대규모 학습 작업의 집합적 작업 전반에 걸쳐-홉당 지연 시간이 복잡해집니다.

모듈{0}}레벨 번호 자체에 대한 한 가지 주의 사항은 랙을 측정한 것이 아니라 명시된 조건 하에서 두 모듈을 비교한 것입니다. 기본 모듈, 도달 범위, 속도 및 작동 온도의 이름을 지정하지 않고 단일 백분율을 인용하는 사람은 누구나 마케팅 수치를 인용하는 것입니다.

모듈 와트에서 시설 에너지까지

모듈 절감은 일련의 곱셈을 통해서만 시설 절감이 되며, 매 단계마다 체인의 크기가 줄어듭니다. 다음은 대체할 수 있는 가정을 사용하여 명시적으로 만들어진 체인입니다.

가정:완전히 채워진 32포트 800G 리프 스위치; 모듈당 16W의 DSP 기준; 모듈당 8.5W의 LPO; 포드에 이러한 스위치가 40개 있습니다. 연간 8,760시간의 연속 작동; 시설 PUE 1.3; 전기 요금은 $0.10/kWh입니다.

1. 스위치당.광학 장치는 DSP 모듈을 사용하면 512W를 소모하고 LPO를 사용하면 272W를 소비합니다. - 이는 240W 또는 해당 섀시의 광 전력의 약 47%를 절약합니다.
2. 포드당.40개의 스위치 전체에서 약 9.6kW의 IT 부하가 제거됩니다.
3. 연간 IT 에너지.연간 9.6kW는 약 84MWh입니다.
4. 연간 시설에너지.냉각 및 분배 오버헤드를 고려하여 PUE 1.3을 적용하면 대략 109MWh가 됩니다.
5. 연간 비용.이 포드의 경우 $0.10/kWh로 연간 약 $10,900입니다.

이제 헤드라인에서 주장하는 부분은 건너뛰는 경향이 있습니다. 10MW 규모의 시설에서 연간 총 소비량은 87,600MWh 정도입니다. 위에서 절약한 109MWh는 그 중 약 0.1%에 불과합니다. 광 트랜시버는 네트워크 전력의 의미 있는 부분이며 밀도가 높은 섀시 내부의 실제 열 문제이지만, GPU-지배 AI 시설에서는 총 부하의 작은 부분에 불과합니다.- 가속기, 메모리, 스토리지, 전력 변환 손실 및 기계 플랜트가 지배합니다. 광학 전력의 45% 절감은 전기 요금의 45% 절감이 아니며 정직한 모델은 이를 생산하지 않습니다.

LPO가 자리를 차지하는 부분은 송장 할인율보다 더 구체적입니다. 섀시와 랙 내부에 열 헤드룸을 구입합니다. 이는 저전력 400G 광학 장치를 중심으로 설계된 플랫폼을 800G로 업그레이드할 때 종종 구속력이 있는 제약 사항입니다. 근본적인 문제의 규모에 대한 맥락을 알아보기 위해 로렌스 버클리 국립 연구소(Lawrence Berkeley National Laboratory)는2024년 미국 데이터 센터 에너지 사용량 보고서미국 데이터 센터는 2023 -국가 전력의 약 4.4%-에서 176TWh를 소비했으며 2028년까지 325~580TWh를 소비할 것으로 예상됩니다.

LPO 표준화가 실제로 존재하는 곳

사양 그림은 예전보다 더 발전했고, "올해 확정된 표준"보다 더 구체적입니다.

• 3월 2025 - 100G-DR-LPO.LPO MSA는 다음과 같은 내용을 발표했습니다.레인당 100Gb/s 단일{1}}모드 사양, 100G, 200G, 400G 및 800G 병렬 단일{4}}모드 링크를 포괄하고 2025년 2월 이벤트에서 회원 상호 운용성 테스트를 통해 검증되었습니다.
• 9월 2025 - 400G-FR4-LPO.ECOC에서 MSA는 다음을 발표했습니다.400G-FR4-LPO 사양, 광섬유 쌍을 통해 최소 500m의 도달 거리를 지원하는 4-파장 WDM 옵션을 추가합니다.
• 레인당 200G.다음 단계의 선형 구현을 향한 OIF 및 IEEE 작업이 계속됩니다. 이는 완전하지 않으며 기술적인 어려움이 있습니다. - 레인당 200G에서의 호스트 SerDes 호환성은 100G보다 실질적으로 어렵습니다.

두 사양 모두 IEEE 802.3 및 OIF를 기반으로 작동하며 전기 및 광학 인터페이스 전반에 걸쳐 구성요소, 모듈, 시스템 수준 상호 운용성 요구사항을 정의합니다.{1}} 실리콘도 사용 가능합니다. DSP로 더 잘 알려진 Marvell은레인당-200G TIA 및 레이저 드라이버 칩셋800G 및 1.6T 선형 링크를 목표로 합니다.

사양, 실리콘, 배송 제품은 '주류'를 구성하는 5가지 요소 중 3가지입니다. 나머지 두 개의 - 광범위한 다중- 공급업체 프로덕션 배포 및 대다수 시장 점유율 -은 아직 도착하지 않았습니다. OFC 2025에 따른 Cignal AI의 평가는 800G의 레인당 100G-LPO가 시장에 늦게 출시되었으며 장기적으로 플러그형 장치의 작은 부분만 포착할 가능성이 높다는 것이었습니다. 그 이유는 기존 데이터 센터 인프라의 상당 부분이 DSP 호환성을 중심으로 설계되었기 때문입니다. 한편 LightCounting은 AI 클러스터 수평 확장 및 수직 확장- 네트워크를 위한 LPO 및 CPO 결합 시장이 2024년 50억 달러에서 2026년 100억 달러 이상으로 약 두 배 증가할 것으로 예측했습니다. 이 두 가지 견해는 모순되지 않습니다. 작은 기반에서 빠른 성장은 여전히 ​​작은 기반입니다. 어떤 모듈 기술이 출시되고 시연되는지에 대한 자세한 내용은 다음 요약을 참조하세요.OFC 2026에서 실제는 무엇이고 다음은 무엇이었습니까?.

호스트 및 스위치 호환성: 구매하기 전에 확인해야 할 사항

LPO에 관해 유포된 가장 오해의 소지가 있는 주장은 동일한 폼 팩터가 기존 스위치와의 호환성 저하를 의미한다는 것입니다.- 케이지는 모듈을 수용합니다. 링크가 닫힐지 여부에 대해서는 아무 말도하지 않습니다.

일부 플랫폼은 하드웨어 수정 없이 선형 모듈을 실제로 지원합니다. - Broadcom- 기반 Juniper QFX 스위치는 문서화된 사례이며 Arista는 장기간에 걸쳐 Broadcom TH5 호환성을 입증했습니다. 그러나 지원은 플러그형 폼 팩터가 아닌 특정 플랫폼의 속성입니다. 커밋하기 전에 스위치 및 NIC 공급업체와 함께 다음을 수행하세요.

• 호스트 SerDes 기능.ASIC의 SerDes는 모듈 내 타이밍 재조정 없이 선형 링크를 닫는 데 필요한 전송 균등화 및 수신 균등화를 제공합니까?-?
• 전기 채널 손실 예산.이 특정 보드의 ASIC에서 케이지까지의 삽입 손실은 얼마이며, 이는 사양 제한 내에 속합니까?
• FEC 처리.어떤 FEC 체계가 적용되는지, 어디에서 실행되는지, 링크 전반에 걸쳐 활성화되어 있는지 확인하세요.
• 사양 버전.모듈이 - 100G-DR-LPO, 400G-FR4-LPO 준수를 주장하는 LPO MSA 사양은 무엇이며, 호스트는 동일한 사양에 대해 인증을 받았습니까?
• 튜닝 모델.플랫폼이 링크를 자동으로 조정합니까, 아니면 포트별 조정이-필요합니까? 현장에서 모듈을 교체하면 어떤 일이 발생하는지 물어보십시오.
• 상호 운용성 증거.이 호스트 -에 대한 이 모듈의 요청 결과는 일반적인 상호 운용성 요구가 아니며 다른 스위치 생성의 결과도 아닙니다.
• 도달 및 섬유 공장.실제 케이블 길이, 커넥터 수 및 손실 예산에 대해 지정된 도달 범위를 확인하십시오. 다음과 같은 구조화된 케이블링 선택800G 링크용 16파이버 MPO모듈이 작동해야 하는 광학 마진에 영향을 미칩니다.
• 열 봉투.의도한 포트 밀도에서 섀시에 사용 가능한 공기 흐름에 대해 모듈의 정격 케이스 온도를 확인하십시오.
• 지원 경계.미미한-BER 문제가 호스트/모듈 경계를 넘을 때 누가 링크를 소유하는지 서면으로 설정합니다.

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한계 및 운영 위험

LPO에 대한 균형 잡힌 평가는 일관되게 동일한 절충안을 지정하며-그 중 어느 것도 거래를 중단할 수는 없지만 -모두 효과가 있습니다.

• 도달범위가 더 짧습니다.모듈 내{0}}DSP가 없으면 링크 BER이 높아져 거리가 제한됩니다. 공개된 LPO 사양은 짧은 도달 범위를 목표로 합니다. 이는 캠퍼스나 DCI 기술이 아닌 내부-랙 및 짧은 내부-행 기술입니다.
• 얇은 링크 마진.DSP 모듈은 저하된 채널을 흡수합니다. 선형 모듈이 이를 표면화합니다. 더러운 커넥터, 주변 패치 코드 및 사양을 벗어난-채널 손실은 자동으로 수정되지 않고 오류로 표시됩니다.
• 더 어려운 문제 해결.이제 오류 격리는 호스트, 보드 채널 및 모듈에 걸쳐 적용됩니다. 링크 오류를 해결하기 위해 모듈을 교체하는 데 익숙한 팀에는 새로운 절차가 필요합니다.
• 레인 난이도는 200G-당-입니다.SerDes의 복잡성이 추가되어 레인당 200G에서의 호환성은 100G에서보다 달성하기 훨씬 더 어려워지고, 초기 1.6T LPO 구현은 30W - 이상으로 보고되어 가장 가치 있는 속도로 전력 인수를 줄였습니다.
• 자격 비용.다중 공급업체 상호 운용성은 가정하기보다는 신중한 테스트가 필요합니다. 예산 실험실 시간.
• 신뢰성 데이터.패키지 내부의 구성요소 수가 적다는 것은 더 나은 모듈 신뢰성을 기대하기 위한 합리적인 이론적 근거이지만 이는 가설일 뿐 현장 오류 통계는 아닙니다-. 모집단 규모, 관찰 기간 및 비교 기준에 대해 더 나은 실패율을 주장하는 공급업체에 문의하세요.

LPO가 적합한 곳과 - 그렇지 않은 곳

좋은 후보자

• 공급업체가 LPO 지원을 확인한 플랫폼에서 레인당 100G의 AI 훈련 및 추론 클러스터 내부의 -랙 내부 및 짧은 내부{1}}행 링크.{3}}
• 전기 요금 -이 아닌 섀시 또는 랙 열 헤드룸 -이 실제로 업그레이드를 차단하는 제약 조건인 배포입니다.
• 홉당 재타이밍 지연을 제거하면 측정 가능한 워크로드 가치가 있는 지연 시간에{0}}민감한 패브릭입니다.{1}}
• Greenfield는 호스트 플랫폼, 모듈 및 케이블링을 확정하기 전에 함께 검증할 수 있는 환경을 구축합니다.

불쌍한 후보자

• 사양 및 손실 예산 지원 범위를 넘어서는 도달 범위입니다.
• 모듈이 여러 공급업체의 여러 스위치 세대에 걸쳐 작동할 것으로 예상되는 이기종 브라운필드 환경입니다.
• 매우 짧은-랙 연결구리 어셈블리 직접 부착또는 활성 구리가 더 간단하고 저렴할 것입니다. 관련 질문은 종종 "LPO 또는 DSP"가 아니라 링크에 광학 장치가 필요한지 여부입니다. - 비교AI 데이터센터의 구리와 광섬유각각이 고장난 부분을 다룹니다.
• 현재는 1.6T 링크입니다. 여기서 LRO는 일반적으로 단기적으로 더 실용적인-답입니다.
• 링크를 검증할 실험실 역량이 없거나 엔드{0}}}투-링크 조정을 자체적으로 수행할 준비가 된 운영팀이 없는 환경.

자주 묻는 질문

LPO는 데이터 센터 전기 요금을 40% 절감합니까?

아니요. 동일한 속도와 도달 범위에서 동급 DSP 모듈에 비해 모듈 수준에서 약 40~50%가 절약됩니다.{3}} 시설 전기 비용에는 가속기, CPU, 메모리, 스토리지, 스위치 ASIC, 전력 변환 손실 및 기계 플랜트가 포함됩니다. AI 시설에서 광학 장치는 전체에서 작은 부분을 차지하므로 시설-수준의 효과는 대부분의 모델에서 1% 미만입니다. - 위의 작업 예시를 참조하세요.

LPO 모듈을 기존 스위치에 설치할 수 있습니까?

케이지가 그들을 받아들일 것입니다. 링크가 닫히는지 여부는 호스트 ASIC, SerDes 기능, 보드의 채널 손실, FEC 구성 및 관리 지원에 따라 달라집니다. 일부 플랫폼은 하드웨어 수정 없이 LPO를 지원합니다. 많은 사람들은 그렇지 않습니다. 호환성을-플랫폼별 질문으로 간주하여 공급업체에 확인하세요.

LPO 링크는 어디까지 도달할 수 있나요?

게시된 LPO MSA 사양은 단일{7}}모드 광섬유 쌍을 통해 최소 500m를 지원하는 400G-FR4-LPO의 단거리 도달 범위를 목표로 합니다. 플랜트에서 실제 사용 가능한 거리는 커넥터 수와 총 손실 예산에 따라 달라집니다. LPO는 장기적이거나 일관된 기술이 아닙니다.

LPO가 CPO보다 나은가요?

그들은 다양한 것에 최적화됩니다. CPO는 광학 장치를 스위치 패키지와 통합하고 포트당 더 낮은 전력에 도달할 수 있지만 서비스 가능성, 예비 부품 및 장애-도메인 모델을 변경합니다. LPO는 플러그형 운영 모델을 유지하고 더 적은 전력 이점으로 통합 위험을 낮춥니다. 정직한 대답은 구체적인 CPO 및 LPO 구현, 비율, 그리고 비교할 때 시스템 경계를 그리는 위치에 따라 달라집니다.

LPO와 LRO의 차이점은 무엇입니까?

LRO는 수신 경로에서만 DSP를 제거하여 전송 상태를 유지하므로 송신기는 IEEE 802.3 신호 무결성 요구 사항을 계속 준수합니다. 이는 더 낮은 링크 BER, 더 긴 도달 범위 및 더 쉬운 상호 운용성을 대신하여 일부 절전을 포기합니다. 레인당 200G의 LRO는 단기적으로 더 실용적인 옵션이 될 것으로 널리 예상됩니다.-

LPO는 생산에 충분히 신뢰할 수 있습니까?

사양, 상호 운용성 테스트 및 제품 배송이 모두 존재하며 여러 플랫폼이 프로덕션에서 LPO를 지원합니다. 아직 공개적으로 존재하지 않는 것은 대규모의-다년-년 다중 공급업체 현장 신뢰성 데이터입니다. 일반적인 주장에 의존하기보다는 자체 플랫폼에서 자격을 얻으세요.

LPO는 언제 짧은 도달 범위 링크의 기본값이 되나요?-

이는 사실이 아닌 예측이며 예측자들은 이에 동의하지 않습니다. LightCounting은 AI 네트워크에서 결합된 LPO 및 CPO 부문의 강력한 성장을 예상합니다. Cignal AI는 기존 인프라가 DSP 호환성을 중심으로 설계되었기 때문에 800G LPO가 장기적으로 플러그형 장치의 작은 부분만 캡처할 것으로 예상합니다. 두 가지 예측보다는 자체 플랫폼 로드맵을 기준으로 계획을 세우세요.

요약

LPO는 실제적이고 잘 문서화된 모듈- 수준의 이점을 갖춘 실제 기술입니다. 즉, 운영 팀이 이미 처리 방법을 알고 있는 플러그형 패키지에서 동급 DSP 모듈보다 전력이 약 40~50% 낮고 홉당 대기 시간이 몇 나노초 더 짧습니다. 두 가지 다중 소스 사양이 게시되었으며 실리콘을 사용할 수 있으며 현재 특정 스위치 플랫폼이 이를 지원합니다.

모듈에서 시스템 통합업체로 작업을 전달하는 기술이기도 합니다. 이제 링크는 호스트 SerDes 기능, 채널 손실 및 종단 간 조정에 따라 달라지며 도달 범위가 제한되고 마진이 더 얇아지며 레인당 200G-구현은 아직 레인당 100G-가-있는 곳에 없습니다. 이를 평가하는 올바른 방법은 자산 전반의 결정이 아닌 플랫폼 및 링크 클래스별로 평가하는 것입니다.- 단일 비율을 기준으로 하는 것이 아닙니다. 해당 결정의 케이블 연결 및 상호 연결 측면을 통해 작업하는 경우,데이터 센터 연결 솔루션모든 모듈 - 선형 또는 기타 -이 작동해야 하는 광 마진의 양을 결정하는 광섬유 플랜트 및 구조화된 케이블 연결 선택을 다룹니다.