AI驅動智算需求激增，下一代光互聯技術時不我待

當前新一輪科技革命和產業變革加速演進，人工智能、云計算、大數據、量子信息等數字科技迅猛發展，特別是以ChatGPT為代表的大模型出現，推動了數字科技加速進入人工智能時代。

數據中心已經成為全球范圍內的基礎設施，數量和規模不斷擴大，對數據傳輸和互聯技術的需求也越來越高。光互聯技術作為一種高速、可靠、低延遲的通信技術，在數據中心領域具有廣泛的應用前景。

在此背景下，5月23日，CIOE中國光博會與C114通信網聯合舉辦“2024中國光通信高質量發展論壇”第四場研討會——“AI時代：數據中心光互聯技術新趨勢”。邀請電信運營商、互聯網服務商、云計算廠商、模塊芯片商、科研院所、業內專家，深入探討光互聯和全光交換的應用及其面臨的機遇和挑戰。

AI大模型的出現，驅動新型算力基礎設施建設不斷發展，傳統數據中心加速向智算中心轉型。數據顯示，截至2023年底，我國智能算力規模突破230EFLOPS，全面超過通用算力，并且差距逐漸拉開。

中國信通院技術與標準所副所長趙文玉 介紹，以GPT為代表的人工智能大模型突破性進展激發全球智能算力發展熱潮，千卡算力芯片構建的集群將成為千億參數大模型訓練的標配，如何加速構建高性能網絡以支撐智能算力發展需求成為業界熱點。

中國移動研究院基礎網絡所副所長程偉強 指出，全球智能算力需求快速增長，亟需構建標準統一、技術領先、軟硬協同、兼容開放的新型智算中心（NICC）技術體系。其中，智算中心網絡用于連接CPU、GPU、內存等池化異構算力資源，貫穿數據計算、存儲全流程，網絡性能增強對提升智算中心整體算力水平具有關鍵意義。

中國電信研究院高級工程師劉昊 表示，AI大模型的出現，驅動新型算力基礎設施建設不斷發展，傳統數據中心加速向智算中心轉型，對網絡的規模、時延、帶寬和可靠性等方面提出新的發展需求與挑戰。

中國聯通研究院光傳輸領域首席研究員沈世奎 表示，在東數西算戰略背景下，行業內均在致力于提供架構先進、安全可靠、服務卓越的智算服務，在智算高通量廣域互聯和數據中心內部組網中，光網絡都有著不可替代的作用，且越來越重要。

互聯網企業作為大模型業務的主要參與者，對智算的要求有著自己的理解。 阿里巴巴集團光網絡技術專家陳欽 表示，AI大模型訓練對光互聯的穩定性要求極高，光模塊的軟硬件都需要迭代升級。 百度資深工程師周谞 認為大模型參數增長非常快，數據中心內光寬帶如何跟上節奏，成為非常重要的議題，另外數據中心間傳輸穩定性要求也更高。京東光互聯架構師陳琤表示，智算網絡對于光互連的要求主要集中于大帶寬、低成本和低延時。

面對智算中心對網絡提出的新需求、新挑戰。趙文玉指出，光互聯技術作為一種高速、可靠、低延遲的通信技術，在智算中心領域具有廣泛的應用前景。希望產學研用各主體協同聚力共推光通信技術與產業革新演進，賦能和支撐新質生產力發展。

當前，業界智算中心高性能網絡創新主要分為兩個方向，一是基于現有以太網優化，二是革新底層以太網方案。程偉強介紹，中國公司主導的全調度以太網（GSE）屬于革新方案，能夠最大限度兼容以太網生態，構建無阻塞、高帶寬、低時延的新型智算中心網絡，形成標準開放的技術體系，助力AI產業發展。

沈世奎指出，光網絡將在智算數據中心廣域互聯、智算數據中心內部組網方面發揮重要作用，從而驅動算力需求蓬勃發展、算力資源優化配置，提升算力服務安全可靠性，為算力時代發展奠定堅實基礎。

AI大模型的持續火熱，對算力的需求持續攀升，超大規模智算中心資源日漸稀缺，通過對跨區域中小型智算中心進行組網，實現遠距離算力協同調度成為趨勢。在劉昊看來，拉遠場景下開放的智算光網絡系統有助于提高模型訓練效率，中國電信盒式波分設備支持城域組網，具備向800G演進的水平，其開放解耦的特征能夠支撐智算拉遠場景應用。

光模塊作為數據中心內部以及數據中心之間連接的重要技術，在智算中心網絡需求下，800G光模塊開始嶄露頭角。面對光模塊大規模部署應用，成本和功耗問題日益顯著，打造綠色、低碳的智算中心勢在必行。

如何降低光模塊的功耗，陳欽表示最直接的手段就是去掉或減少DSP在光模塊內部的使用，也就是被討論的技術熱點：LPO、TRO、CPO技術。周谞表示，隨著GPU互聯對功耗，帶寬的要求，CPO將有可能成為GPU互聯的一種重要方案。陳琤認為，在降低光互連低成本問題中，硅基光子技術是潛在的降成本方案之一，線性直驅光模塊LPO/LRO當前也是比較熱門的應用方向。

為促進光互聯技術在AI算力中的應用， 蘇州熹聯光芯微電子科技有限公司首席架構師兼研發高級副總周秋桂 介紹，Sicoya研發推出的EPIC解決方案，通過將電學元件和光學元件單片集成在同一個硅芯片中的方法，在成本、電源效率、數據密度和生產可擴展性等方面帶來了顛覆性優勢，能夠實現單通道大于200Gbps的超高數據速率。

聯合微電子中心有限責任公司硅光設計工程師翟文豪 介紹，CUMEC同時具備硅光和3D集成工藝，致力于構建產硅光產學研合作生態。CUMEC's PDK的產品包括：硅光、PDK、光柵耦合器等無源器件，以及調制器、探測器等有源器件。CUMEC's PDK作為硅光工藝和三維集成工藝的開放工藝平臺，正在研發硅光加TSV集成工藝，期待與業界同仁共同探討交流，深入合作。

北京弘光向尚科技有限公司產品研發總監李志偉 介紹，弘光向尚專注于新一代硅光集成芯片的設計和生產，公司匯聚全球硅光領域的頂級專家，積累了硅光芯片產品設計、Foundry、封測的完整供應鏈，愿與硅光技術產業鏈上下游的合作伙伴一起繁榮生態圈，共同推動國內硅光產業高質量發展，為中國新基建作出貢獻。

諾基亞貝爾基礎網絡業務集團光網絡事業部、企業與互聯網市場業務總監朱寧 介紹，諾基亞貝爾可以提供全系列的DSP解決方案，包括16納米、7納米、5納米、3納米，每一個制程代際都沒有缺失，用戶可以靈活的根據實際需求，選擇最合適的波特率，以及最合適的單載波速率，組合出最高的頻譜效率和最佳的成本。同時，諾基亞還在不斷強化應用場景優化設計的DSP，硅光器件，以及集成和封裝方面的垂直生態整合能力，滿足用戶數據中心互聯的各種場景需求，和用戶一起構建面向未來的高速數據中心光互聯的解決方案。

“2024中國光通信高質量發展論壇”是由CIOE中國光博會與C114通信網聯合推出的大型研討會系列活動，以“光聯萬物，智創未來”為主題，通過多場專題論壇、線上研討會、閉門研討會等形式，聚焦產業鏈薄弱環節，瞄準技術未來演進方向，發掘熱點應用場景，群策群力，貢獻行業價值，進一步助力我國光通信產業高質量發展。

下一場線上研討會將于 6月20日 舉辦，以 “工業PON技術研討會” 為主題，圍繞工業PON技術的產業痛點與堵點進行技術探討。