훨씬 더 빠른 데이터 통신 구현
AI/ML의 급속한 성장을 통해 혁신적인 Coherent 솔루션으로 지원되는 더 빠른 데이터 통신에 대한 수요를 주도하는 이유를 살펴보겠습니다.
2024년 1월 22일, Coherent
코히어런트(Coherent)는 수십 년간 데이터 통신 솔루션 분야의 선두주자였습니다. 당사의 관점에서 볼 때, 광 연결 솔루션이 기존 네트워킹 분야에서 사용되던 것과 동일하다는 점에서 AI는 새로운 개념이 아닙니다. 최근 하이퍼스케일 데이터 센터에서 대규모 머신러닝 네트워크가 구축되고 있으며, AI 기반 소비자 앱의 증가로 클라우드 확장이 더욱 가속화될 것으로 예상됨에 따라 AI가 더 많은 주목을 받고 있을 뿐입니다.
실제로 당사는 AI/ML용 트랜시버(및 부품)가 클라우드에 처음 도입된 이래 줄곧 이 제품을 판매해 왔습니다. AI/ML 광통신 규격이 이더넷 규격과 밀접한 관련을 맺으며 파생되었다는 점을 고려할 때, 당사의 관련 경험은 그보다 훨씬 더 오래전으로 거슬러 올라가며, 실제로는 35년 이상 이어져 왔다고 할 수 있습니다.
그러나 새로운 점은 클라우드 성장을 뒷받침하기 위해 데이터 센터 내 통신의 속도 향상, 용량 증대 및 지연 시간 단축이 필요하다는 것입니다. 이러한 모든 머신 간 쿼리는 서로 빠르고 원활하게 연결되어야 합니다. 특히 AI/ML의 급속한 성장은 전용 AI/ML 서버가 하이퍼스케일 데이터 센터 인프라 내에서 빠르게 확장되어야 함을 의미합니다. 이러한 서버는 광 트랜시버를 통해 나머지 네트워크에 연결됩니다.
당사의 수직적 통합을 통해 더 나은 솔루션을 더욱 신속하게 제공합니다
800G는 현재 플러그형 트랜시버의 최신 기술이지만, 곧 1.6T 플러그형 제품이 출시될 예정입니다. 데이터 센터에서는 비용 절감이 항상 최우선 과제입니다. 당사가 수직 통합을 활용하여 이러한 속도 및 비용 목표를 달성하는 사례는 2023년 OFC 및 ECOC에서 진행된 트랜시버 성능 시연에서 확인하실 수 있습니다.
1세대 800G는 8개의 100G 광 레인을 갖춘 트랜시버를 사용합니다. 많은 관계자가 참석한 제품 시연회에서 당사는 200G 광 레인을 선보였습니다. 특히 당사는 이 레이저를 OSFP 폼 팩터의 800G 트랜시버에 통합했습니다. 8x100G PAM4 전기 인터페이스는 각각 200G PAM4로 작동하는 네 개의 CWDM 파장으로 변환되었습니다. 이러한 2세대 형식은 기존의 8x100G 광 레인 방식에 비해 전력 효율성과 비용 효율성이 더 높습니다. 이 두 가지 모두 중요한 상호 연결 요구 사항입니다. 또한 당사는 200G PAM4가 최대 10km까지 도달하는 미래의 1.6T 트랜시버를 지원하는 방식을 보여주는 형태로도 이 장치를 시연했습니다.
이러한 200G로의 속도 증가는 과도한 전력 소비 방지, 저소음 유지, 누설 제거와 같은 주요 기술적 과제를 제기했습니다. 그러나 당사의 수직 통합 덕분에 비교적 신속하게 200G 기술에 도달할 수 있었습니다. 당사는 레이저, 광학 장치, 열 관리 솔루션 등 모든 능동 및 수동 기술을 자체적으로 설계하고 제조합니다. 1세대 800G 제품과 마찬가지로, 새로운 트랜시버 개발에 대한 당사의 접근 방식은 기술 중립적입니다. 따라서 이러한 트랜시버를 특정 규격 요구 사항을 지원하도록 쉽게 구성할 수 있어 시간과 비용을 절감할 수 있습니다.
데이터 속도 향상을 위한 더 빠른 솔루션
100Gbps 이상의 데이터 속도가 필요한 고속 데이터 통신 응용 분야에서는 두 가지 주요 유형의 레이저가 사용됩니다.
- 단거리용 수직 공동 표면 방출 레이저(VCSEL)
- 광자 집적 회로(PIC)에 변조기가 통합된 장거리용 분산 피드백 레이저(DFB).
EML(전기 흡수 변조기)이 통합된 레이저는 전류 트랜시버에 널리 사용됩니다. 반면, Mach-Zehnder 변조기(DFB-MZ)가 통합된 레이저는 선형성 및 처프 제어가 필요한 경우(예: 연결 거리가 2km를 초과하는 경우나 선형 플러그형 광학(LPO) 응용 분야에 사용되는 경우)에 장점을 갖습니다.
코히어런트(Coherent)는 현재 세대의 400G(4x100G) 및 800G(8x100G) 트랜시버에 사용되는 100G EML을 대량 생산하고 있습니다. 새로운 800G(4x200G) 및 1.6T(8x200G) 애플리케이션의 경우, 200G EML 및 DFB-MZ 기술을 모두 사용할 수 있습니다. 이를 통해 성능 및 비용 측면에서 각 애플리케이션에 최적화된 모듈 설계를 구현할 수 있습니다.
두 PIC 제품군 모두 복잡한 PIC(IQ 변조기 및 조정 가능한 레이저) 제조 분야에서 오랜 역사를 통해 축적된 폭넓은 지식과 경험이 집약되어 있습니다. 또한 200G/레인에서는 신호 무결성이 가장 중요하며, 특히 다수의 송신 및 수신 채널이 밀집된 트랜시버의 경우 더욱 그렇습니다. 당사의 모든 데이터 통신 칩 제품군에는 뛰어난 신호 무결성과 누설 전류를 최소화하기 위한 온칩 RF 종단 회로가 포함되어 있습니다. 이 회로는 모듈 설계를 단순화하고 비용을 절감하며 뛰어난 신호 성능을 제공합니다.
항상 진취적인 자세를 갖추기 - LPO를 위한 기회
앞서 언급했듯이 AI/ML 서버는 외부와 연결하기 위해 광 회선을 사용합니다. 이러한 광 회선은 빠르고 모듈식일 뿐만 아니라 저비용과 저전력을 유지해야 합니다. 기존의 트랜시버 방식에 비해 새로운 대안이 주목받고 있습니다. LPO는 트랜시버에서 DSP를 제거하여 저비용, 저전력 및 짧은 대기 시간을 제공합니다. DSP는 ASIC, DSP 및 광학 엔진이 스위치에 모두 패키징된 대체 공동 패키지형 광학 장치와 달리, 페이스플레이트에 대한 간단한 전기적 연결을 사용하는 배열인 스위치 ASIC과 함께 패키징됩니다.
AI/ML과 함께 사용할 때 LPO가 어느 정도 채택될지는 아직 알 수 없습니다. LPO는 아직 초기 단계이지만, 트랜시버에서 사라진 DSP 기능을 대체할 수 있는 향상된 DSP 기능을 갖춘 스위치가 등장하기 시작했습니다.
트랜시버의핵심 요소로서, 당사의 연구개발 팀은 LPO 플러그인에 대한 미래 시장 수요를 충족시킬 수 있는 잠재적인 솔루션을 개발하고 있습니다. 수직 통합형 공급업체로서 당사는 기존의 다양한 기술과 제품을 활용하여 모든 단계의 LPO 가치 사슬을 지원할 준비가 되어 있습니다. 여기에는 당사의 수직 공동 표면 발광 레이저(VCSEL)가 포함됩니다. 최근 몇 년간 당사는 수천억 개의이미터를 판매해 왔습니다. 다른 핵심 제품으로는 당사의 레이저 다이오드 드라이버 회로 및 트랜스임피던스 증폭기(TIA)가 있습니다. 그 밖의 예로는 모든 광통신 분야 외에도 라이다(LiDAR), AR/VR 및 케이블 내 감지를지원하는 레이저 다이오드 및 레이저 다이오드 어레이가 있습니다.
Coherent: AI 구현의 과거, 현재 그리고 내일
초창기부터 데이터 통신의 특징은 끊임없이 더 빠른 속도를 추구하는 것이었습니다. 그러나 최근 AI/ML 수요가 증가함에 따라 더 빠른 데이터 통신 개발의 필요성이 더욱 절실해졌습니다. AI가 더욱 광범위하게 도입됨에 따라, 당사의 수직적 통합과 폭넓은 기술 전문 지식을 결합한 접근 방식은 데이터 통신 가치 사슬의 모든 단계에서 계속해서 필수적인 구현 솔루션이 될 것입니다.
Coherent CTO인 Julie Sheridan Eng 박사가 AI에서 Coherent의 역할에 대해 쓴 글을 읽어보세요.
