IPEC成功立項OIO研究項目，探索下一代數(shù)據(jù)中心交換芯片技術演進

  互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新前所未有地推動了世界的聯(lián)通與發(fā)展，并且進一步推進社會經(jīng)濟的數(shù)字化轉型進程，從而徹底地改變了人類的認知和生活的方方面面。近十幾年來互聯(lián)網(wǎng)產生的流量和連接需求一直呈指數(shù)級增長態(tài)勢，而絕大多數(shù)流量都與數(shù)據(jù)中心密切相關。無論在數(shù)據(jù)中心內部還是數(shù)據(jù)中心之間，以100Gbit/s為基礎的光互聯(lián)接口已經(jīng)得到了全面的部署，各大企業(yè)正在積極推進400G技術的應用部署。與此同時800G以及1T以上的接口速率在在不斷的向前演進，以便滿足數(shù)據(jù)中心對高帶寬的需求，并且進一步有效地降低單比特成本。

  數(shù)據(jù)中心流量的爆炸性增加顯而易見地會帶來機房空間和功耗的挑戰(zhàn)：數(shù)據(jù)中心通常安裝大量的服務器和通信設備機柜，并且需要輔助以高安全、高可靠的供電和制冷設備，因此在全社會節(jié)能減排的大環(huán)境下，數(shù)據(jù)中心的節(jié)能和降耗也成為業(yè)界關注的焦點。這推動了數(shù)據(jù)中心的通信互聯(lián)技術不斷創(chuàng)新，以科技創(chuàng)新和技術迭代進一步降低功耗，同時通過提升集成度來進一步降低建設與維護成本。

  近年來數(shù)據(jù)中心交換網(wǎng)絡的發(fā)展使交換機芯片容量一騎絕塵，然而在容量達到了51.2T后，受限于高速信號的衰減和芯片封裝尺寸，對信號完整性提出了更高要求，交換機芯片容量的持續(xù)增長遇到了瓶頸，通過針對可插拔方案來提高EIO(Electrical Input & Output)電接口速率或增加通道數(shù)均變得具有挑戰(zhàn)性。

  光電產業(yè)的最新發(fā)展提供了潛力解決這個棘手的問題，那就是引入新興的OIO技術。OIO即Optical Input & Output，是通過大帶寬、高密光接口解決交換機芯片、CPU、GPU等大容量芯片的I/O端口散出的一系列技術。 具體產品形態(tài)有可能包括OBO(On Board Optics)、NPO(Near Package Optics)、CPO(Co-Package Optics)及未來可能部署的OEIC(Optics Electronic Integrated Circuit)。相對于當前成熟的EIO技術，OIO有望提供百倍以上的通道密度，每個通道可以提供百倍以上的帶寬，很可能成為交換芯片向100T、200T乃至更高容量演進的必要技術。

  近期IPEC成功啟動了“100T+ OIO研究項目”，并在前沿技術工作組下開展課題的相關研究。IPEC(International Photonics & Electronics Committee)全稱是國際光電委員會，在2020年9月份的深圳光博會上成立的，初創(chuàng)成員包含中國信息通信研究院、中國電信、美團、華為、烽火、索爾思、海信、博創(chuàng)科技、CIG (Cambridge Industries Group)、意華股份、FOC (Fujitsu Optical Components)、華工正源、Yamaichi等13個成員單位，當前正式會員數(shù)已發(fā)展為24個。IPEC的目標是在光電領域建立一個集中、開放、透明的標準組織，更好地支持光電產業(yè)的健康發(fā)展。

  針對數(shù)據(jù)中心互聯(lián)領域里的挑戰(zhàn)，IPEC研究了業(yè)界最前沿的一系列光互聯(lián)技術，例如OBO、NPO、CPO、OEIC等等，并且認為這些技術都可以成為OIO部署的潛在應用方式，然而基于OIO的100T+交換網(wǎng)絡及系統(tǒng)、設備和光電器件均需要有重大的變化，這就帶來一系列問題和挑戰(zhàn)，比如：配置靈活性、可維護性、可實現(xiàn)性、可靠性。因此IPEC前沿技術工作組立項了OIO項目，將從DCN網(wǎng)絡、交換設備、光電合封器件和光引擎等多個方面，研究100T+ OIO的網(wǎng)絡和設備需求、面臨的挑戰(zhàn)和所需的關鍵技術。通過該項目的研究，將更加清晰地明確技術方向，并且增強產業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新，支撐后續(xù)相關標準制定和產品開發(fā)。

  IPEC國際光電委員會主席李俊杰表示：相比EIO，OIO具有更高密度、更高單通道帶寬的特性，將有助于突破交換芯片IO設計瓶頸，然而作為一種顛覆式創(chuàng)新技術，仍然面臨諸多挑戰(zhàn)，這需要光電產業(yè)界上下游共同面對，開放討論，協(xié)同努力。

  IPEC作為光電領域的一個開放性產業(yè)標準平臺，已開始100T+ OIO這一前沿技術的研究，未來將聚焦這一領域的諸多問題與挑戰(zhàn)，凝聚產業(yè)力量，以促進新一代光電技術的創(chuàng)新和產業(yè)應用。

  關于IPEC

  IPEC (www.ipec-std.org)作為注冊于瑞士日內瓦的國際性標準組織，致力于建立充分開放、透明、公平、公正的光電標準和光電子產業(yè)平臺，推動光電接口標準化，以滿足 5G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等市場的應用需求。IPEC聚焦于光芯片、光 / 電器件、光模塊和其他相關領域解決方案的標準化，構建統(tǒng)一、開放和兼容的標準平臺。

  截至2021年10月，IPEC成員單位由最初的13家增加到24家，IPEC 當前會員包括：中國電信、中國信息通信研究院、美團、華為、烽火通信、博創(chuàng)科技、CIG (CIG Shanghai Co., Ltd)、意 華 股 份、FOC (Fujitsu Optical Components)、海 信 寬 帶、華工正源、Source Photonics、Yamaichi、AOI、旭創(chuàng)、中興、光安倫、敏芯、光迅、昂納、新華三、長飛、富士康、上海交通大學等。

  作為一個開放的標準組織，IPEC歡迎運營商、云服務公司、設備商、模塊商、芯片器件商、研究機構和產業(yè)伙伴加入，共同探討光電領域的標準規(guī)范和未來技術的發(fā)展趨勢。