În epoca actuală a creșterii exponențiale a modelelor de-IA la scară largă, puterea de calcul a devenit forța productivă de bază a economiei digitale. De la antrenamentul de modele cu sute-biliarde-parametri până la sarcini de inferență la nivel de trilioane-, fiecare salt înainte în puterea de calcul AI se bazează în mare măsură pe rețelele de interconectare optică de mare-viteză, latență redusă- și foarte fiabile din centrele de date. În prezent, rețelele de calcul AI trec printr-o modernizare transformatoare-evoluează rapid de la implementarea-la scară largă a modulelor optice 800G la 1.6T și sunt gata să intre pe deplin în era interconexiunii de ultra{-înaltă-viteză 3,2T. În spatele acestei dublari a ratelor de date, apare o cerere disruptivă și strictă pentru performanța de frecvență și fluctuație a componentelor de ceas de bază. Performanța sursei de ceas determină în mod direct lățimea de bandă a interconexiunii, stabilitatea transmisiei și eficiența globală de calcul a clusterelor AI și a devenit unul dintre blocajele tehnice critice pentru interconexiunile optice de ultra-rapid{18}}viteză la 800G/1.6T/3.2T.
Ca răspuns la cerințele extreme de interconectare de viteză ultra-înaltă-de la 800G la 3,2T în era AI, Hangjing Electronics lansează oficial pachetul de 312,5MHz 2016-frecvență înaltă{{7}fundamental{-frecvență înaltă, diferențiere de frecvență ultra{{1010} joasă. Conceput special pentru module optice de-viteză mare și interconexiuni AI de ultra-înaltă-viteză, acest produs îndeplinește cu precizie cerințele de ceas de bază ale modulelor optice 800G/1.6T/3.2T, depășind limitările fizice ale soluțiilor tradiționale de frecvență de 156,25}1}z. Obține progrese duble cu o fluctuație tipică de fază de 30fs și ±20ppm stabilitate de frecvență pe întregul interval de temperatură, oferind o bază de ceas de precizie mai pură și mai stabilă pentru rețelele de calcul AI de ultra-rapiditate.
De ce 312.5MHz? Avantajele de bază Depășesc soluțiile tradiționale de multiplicare a frecvenței de 156,25 MHz-
Pentru o lungă perioadă de timp, 156,25 MHz a fost frecvența de ceas principală pe piața modulelor optice cu viteză joasă-{-medie{-, potrivită pentru scenariile tradiționale de interconectare optică 10G/40G/100G. Cu toate acestea, pe măsură ce clusterele de calcul AI sunt supuse unei actualizări cuprinzătoare de la 800G la arhitecturi de ultra-înaltă-viteză 1,6T și 3,2T, rata de date pe-bandă s-a dublat. În consecință, limitările inerente ale soluțiilor convenționale de-multiplicare a frecvenței au fost mult amplificate, făcându-le un blocaj critic care împiedică realizarea lățimii de bandă de ultra-înaltă-viteză. În sistemele de transmisie cu viteză ultra--, intervalul unitar (UI) al simbolurilor semnalului se micșorează semnificativ pe măsură ce ratele de date cresc, ceea ce duce la o comprimare exponențială a marjei de sincronizare și la o creștere geometrică a cerințelor pentru puritatea ceasului și acuratețea frecvenței. Oscilatorul cu cristal cu acționare directă-de frecvență fundamentală de 312,5MHz recent lansat de la Hangjing elimină în mod fundamental problemele de zgomot, latență și instabilitate asociate cu multiplicarea frecvenței. Este perfect potrivit pentru spectrul complet de la 800G până la 3,2T scenarii de interconectare AI de ultra-înaltă-viteză, oferind un salt calitativ în performanță pentru rețelele de calcul-de ultimă generație.
|
Dimensiunea de comparație |
Soluție tradițională de înmulțire-frecvenței de 156,25 MHz |
Soluție Hangjing 312,5 MHz True Fundamental-Frequency Solution |
Valoare de bază pentru scenariile AI |
|
Metoda de generare a ceasului |
Ieșire oscilator cu cristal de 156,25 MHz → multiplicare internă a frecvenței PLL la 312,5 MHz |
Oscilatorul de cristal produce direct o frecvență fundamentală reală de 312,5 MHz; nu este necesară multiplicarea frecvenței interne |
Elimină semnalele false din multiplicarea frecvenței, reduce rata de eroare a biților (BER) în legăturile AI și minimizează retransmisia datelor |
|
Jitter de fază |
Înmulțirea frecvenței introduce zgomot suplimentar; jitter de obicei Mai mare sau egal cu 100fs |
Ieșire de frecvență fundamentală-nativă, fără zgomot de multiplicare; jitter de până la 30fs |
Obține o reducere a jitterului cu 40%. În scenariile cu viteză ultra-înaltă- (800G/1,6T/3,2T), marja de sincronizare este extrem de redusă; Jitter-ul ultra-scăzut previne în mod eficient erorile de eșantionare în semnalele de-viteză mare, îmbunătățind semnificativ fiabilitatea transmisiei și îndeplinind cerințele de schimb de date-de viteză extremă în clusterele de supercalculare AI |
|
Complexitatea sistemului |
Necesită circuite PLL suplimentare, crescând suprafața chipului și consumul de energie |
Simplifica arhitectura ceasului, reducand complexitatea si costul designului |
Reduce consumul total de energie al modulelor optice, atenuând presiunea de management termic în centrele de date AI |
|
Stresul CDR |
Zgomotul mare de fază de la ceasuri multiplicate necesită algoritmi complecși pentru compensarea CDR |
Zgomotul mare de fază de la ceasuri multiplicate necesită algoritmi complecși pentru compensarea CDR |
Reduce costul general de calcul DSP, eliberând mai multe resurse de calcul pentru procesarea modelelor AI |
|
Marja de legătură |
Jitter-ul excesiv consumă prea mult buget de sincronizare, ceea ce duce la o toleranță slabă la erori de legătură |
Păstrează un buget amplu de fluctuații, acceptând transmisia pe distanțe mai lungi- |
Permite crearea de rețele de cluster AI la scară mai mare-și crește densitatea de interconectare per rack |
Concluzie de bază: În evoluția iterativă a interconexiunilor AI cu viteză ultra-înaltă-de la 800G la 3,2T, cu cât este mai mare rata de transmisie, cu atât este mai mare frecvența de ceas necesară și cu atât toleranța la jitter este mai mică. O dublare a ratei de date înjumătățește efectiv fereastra de eșantionare a semnalului. Zgomotul fals și abaterile de temporizare inerente soluțiilor tradiționale de multiplicare a frecvenței de 156,25MHz-duc direct la erori de biți, pierderea blocării și eșecul de a realiza utilizarea completă a lățimii de bandă în conexiunile de ultra-înaltă-viteză{. 312.5MHz este o viteză nativă de înaltă-clock definită de standardul de referință 830 EEEE. potrivirea arhitecturii de ceas de bază a modulelor optice 800G/1.6T/3.2T. Adoptarea unui adevărat-oscilator cu cristal de frecvență fundamentală de 312,5 MHz-care nu necesită multiplicare-frecvenței pe cip și nu introduce zgomot suplimentar-, păstrează o marjă de sincronizare suficientă pentru semnale de ultra-viteză-. Reprezintă soluția optimă de ceas pentru interconexiunile optice de ultra--viteză în centrele de supercalculatură AI.
Patru funcții de bază adaptate pentru modulele optice de-viteză mare în era AI
1. Puritate maximă: 30 fs Ultra-Jitter de fază joasă – Protejarea liniei de viață a transmisiei de calcul AI
În clusterele AI, comunicarea dintre GPU-uri reprezintă acum mai mult de 30% din puterea totală de calcul. Orice eroare de transmisie duce la retransmiterea datelor, împiedicând grav eficiența antrenamentului întregului cluster.
Oscilatorul cu cristal diferențial Hangjing de 312,5 MHz realizează o fluctuație tipică de fază de până la 30 fs în intervalul de integrare 12 kHz–20 MHz, ocupând doar 0,03% din intervalul de unitate (UI) al unui semnal SerDes 10G. Această performanță păstrează peste 99% din bugetul de fluctuație pentru semnalele care au trecut prin urme PCB cu pierderi mari de-și au suferit conversie optică-electrică. Îmbunătățește semnificativ marja raportului pre-FEC-la-zgomot, mărește fereastra de decizie a algoritmilor DSP și asigură erori zero de biți pentru datele AI în timpul-transmisiei cu viteză mare-direcționând fiecare gram de putere de calcul către locul în care contează cel mai mult.
2. Precizie și stabilitate: ± 20 ppm în intervalul complet de temperatură - Fără deplasare a frecvenței în condiții extreme
Centrele de date AI prezintă densități extrem de mari de server, cu fluctuații locale de temperatură atingând zeci de grade Celsius. Deviația de frecvență în sursa de ceas poate cauza în mod direct pierderea-de-blocare a conexiunii, ceea ce duce la eșecuri de comunicare în cluster.
Folosind tehnologia wafer-ului cu cristal de înaltă frecvență dezvoltată de înaltă frecvență și tehnici de compensare a temperaturii, această serie Hangjing menține cu rigurozitate stabilitatea frecvenței în intervalul de ±20 ppm în intervalul larg de temperatură industrial-de la -40 la +105 grade . Fie în mediul cu temperatură ridicată-a unei camere de server vara, fie în condițiile de temperatură scăzută ale nodurilor de calcul marginale exterioare în timpul iernii, frecvența de ieșire rămâne constant precisă, eliminând complet eșecurile de comunicare a clusterului AI cauzate de variația de temperatură.
3. Ieșire diferențială: Anti--interferențe puternice – potrivit pentru medii electromagnetice complexe de IA
Densitatea PCB din interiorul serverelor AI este extrem de ridicată, iar interferența electromagnetică generată de dispozitivele cu viteză mare-cum ar fi GPU-urile, procesoarele și memoria este extrem de complexă. Semnalele de ceas cu un singur-terminat sunt foarte susceptibile la interferențe de zgomot, ceea ce duce la distorsiuni ale semnalului.
Oscilatorul cu cristal Hangjing de 312,5 MHz acceptă două formate de ieșire diferențială-LVDS și LVPECL-suprimând eficient zgomotul în modul-obișnuit și asigurând puritatea și stabilitatea semnalului de ceas la transmisia la distanță lungă-și în medii electromagnetice complexe. Este pe deplin compatibil cu interfețele de cip SerDes ale producătorilor de top, cum ar fi Broadcom, Marvell și Intel, oferind o garanție de încredere pentru interconexiunile AI-de mare viteză.
4. Pachetul miniaturizat: amprenta 2016 – adaptat la integrarea AI de-densitate mare
Pentru a crește densitatea de calcul per rack, modulele optice AI evoluează rapid către miniaturizare și densitate ridicată, lăsând spațiu din ce în ce mai limitat pentru componentele ceasului.
Produsul nou lansat adoptă un pachet miniatural de 2,0 × 1,6 mm (2016). În timp ce oferă performanțe extreme, reduce în mod semnificativ zona ocupată, eliberând spațiu valoros pe PCB-urile modulelor optice cu spațiu limitat-pentru componente de bază, cum ar fi laserele și cipurile DSP. Acest lucru dă putere producătorilor de module optice să realizeze design-uri integrate cu densitate mai mare-, crescând și mai mult lățimea de bandă de interconectare și densitatea de calcul per rack AI.
Fundația ceasului de bază pentru era AI
În prezent, puterea de calcul AI crește cu o rată anuală de peste zece ori. Rețelele de calcul iterează rapid de la implementarea la scară largă de 800G la 1.6T, în timp ce următoarea-generație 3.2T arhitectura de ultra-înaltă-viteză a intrat în faza de cercetare și dezvoltare și implementare. Viteza de iterare a lățimii de bandă a interconexiunii optice determină direct limita superioară a eficienței antrenamentului și a inferenței pentru modelele AI-la scară largă. Principalul imperativ din spatele acestei creșteri vertiginoase a ratelor de date este o frecvență fundamentală de ceas mai mare, combinată cu fluctuații de fază mai scăzute. Esența transmisiei cu viteză mare-constă în eșantionarea și decodificarea rapidă a semnalelor de-frecvență înaltă: cu cât este mai mare rata de date, cu atât mai multe simboluri sunt transmise pe unitatea de timp și cu atât cerințele devin mai stricte pentru acuratețea sincronizării ceasului și puritatea semnalului. Chiar și fluctuațiile minore ale ceasului sau abaterile de frecvență sunt amplificate de legăturile de-înaltă viteză în erori masive de biți de date, bâlbâială de transmisie și întreruperi ale legăturilor, subminând direct puterea de calcul a grupurilor AI întregi. Fiind frecvența nativă de ceas de bază pentru modulele optice de mare-viteză{20}}, 312,5 MHz reprezintă frecvența centrală de ceas pentru aplicațiile la scară largă- în centrele de date de supercalculare AI de-generație următoare, susținând pe deplin cerințele de{{24}2}5 interconectare ultra{24}2} clustere-de IA de vârf.
Noua lansare a oscilatorului cu cristal diferențial de 312,5 MHz ultra-jitter scăzut de la Hangjing nu numai că realizează un progres major de performanță, ci și întrerupe monopolul de lungă durată al producătorilor străini în domeniul de ceas al modulului optic de ultimă generație, oferind lanțului industriei AI autohtone o soluție de ceas autonomă și controlabilă. De la interconexiunile GPU de mare-viteză la backplane de comutare, de la rețelele centrale ale centrelor de date la nodurile de calcul edge, acest produs oferă o „bătaie precisă” solidă a inimii-pentru a propulsa dezvoltarea rapidă a industriei AI din China.
Scenarii de aplicație de bază
Clustere de calcul AI: interconexiuni GPU NVLink de-înaltă viteză, interfețe PCIe 5.0/6.0, plăci de bază pentru servere AI
Module optice de -de mare viteză: module optice 800G QSFPDD, 1.6T OSFP, compatibile cu modulele optice pentru arhitecturi de interconexiune 800G, 1.6T și 3.2T de ultra-înaltă-viteză în centrele de date AI
Echipamente de rețea: switch-uri Ethernet 3.2T/6.4T, routere, firewall-uri cluster AI
Ghid de selecție
|
PN |
Frecvența centrală |
Jitter de fază (tip) |
Stabilitatea frecvenței |
Temperatura de operare |
Forma de undă de ieșire |
|
CO21P6-312.500-33KDTST-LJ |
312,5 MHz |
30fs |
± 20 ppm |
-40 de grade ~+85 grade |
LVPECL/LVDS |