علم

مصنوعی ذہانت (AI) کے دور میں ، بریک کی رفتار سے آگے بڑھتے ہوئے ، کمپیوٹنگ پاور بنیادی انجن ڈرائیونگ سماجی ڈیجیٹل تبدیلی بن گئی ہے۔ خود مختار ڈرائیونگ میں ملی سیکنڈ کی سطح کے فیصلے کرنے تک چیٹ جی پی ٹی کی اصل وقتی گفتگو سے لے کر ، اے آئی ماڈلز کی تربیت اور اس کی نشاندہی سے ڈیٹا سینٹر ٹرانسمیشن کی کارکردگی پر بے مثال مطالبات عائد ہوتے ہیں۔ انٹرا اور انٹر ڈیٹا سینٹر کنیکٹوٹی کے لئے "ہائی وے" کی حیثیت سے ، آپٹیکل ماڈیول پردے کے پیچھے سے ابھر رہے ہیں تاکہ اے آئی کمپیوٹنگ پاور کی دھماکہ خیز نمو کی حمایت کرنے والے اہم اجزاء بنیں۔

اعدادوشمار کے مطابق ، عالمی AI کمپیوٹنگ مارکیٹ 2025 تک 25.9 بلین ڈالر تک پہنچنے کا امکان ہے ، جس میں سالانہ شرح نمو 36 ٪ سے زیادہ ہے۔ ان کی تیز رفتار ، کم تاخیر ، اور کمپیوٹنگ پاور اور مواصلات کی صلاحیتوں کے مابین بڑھتی ہوئی فرق کو ختم کرنے کے لئے آپٹیکل ماڈیولز کے ساتھ 10 ، 000 GPUs ، آپٹیکل ماڈیولز کے لئے 3TB\/S GPU میموری بینڈوتھ اور باہمی رابطوں کا سامنا کرنا پڑتا ہے۔ یہ مضمون اے آئی ڈیٹا سینٹرز ، ان کے تکنیکی ارتقا اور مستقبل کے چیلنجوں میں آپٹیکل ماڈیولز کے اہم کردار کا گہرائی سے تجزیہ فراہم کرتا ہے۔

‌i. اے آئی ڈیٹا سینٹرز کو آپٹیکل ماڈیولز کی ضرورت کیوں ہے؟‌

‌1. "اعصابی نیٹ ورک" کمپیوٹنگ کلسٹرس کے مطالبات

اے آئی کی تربیت میں بڑے پیمانے پر پیرامیٹرز کی تقسیم کی گنتی شامل ہے۔ مثال کے طور پر ، اوپنائی کے جی پی ٹی -4 ماڈل کو مل کر کام کرنے کے لئے دسیوں ہزار جی پی یو کی ضرورت ہے۔ آپٹیکل ماڈیول اس تناظر میں دو بنیادی افعال کی خدمت کرتے ہیں:

hor ہورزونٹل باہمی ربط: نوڈس کے مابین موثر ڈیٹا کے بہاؤ کو یقینی بنانے کے لئے تیز رفتار آپٹیکل لنکس GPU\/CHIP کلسٹروں کو جوڑتے ہیں۔ مثال کے طور پر ، NVIDIA کی NVLink ٹکنالوجی 800 گرام آپٹیکل ماڈیولز کے ساتھ مل کر سنگل ریک بینڈوتھ میں کفایت شعاری میں اضافے کے قابل بناتی ہے۔

‌ ورٹیکل اسکیلنگ ‌: آپٹیکل ماڈیول ہر دو سال بعد دوگنا (100 گرام سے 800 گرام اور اب 1.6t) کی رفتار سے ، جی پی یو کمپیوٹنگ پاور میں 3x سالانہ نمو سے مماثل ہے ، اور اس طرح مواصلات کی رکاوٹوں کو تربیت کی کارکردگی کو کم کرنے سے روکتا ہے۔

‌2. توانائی کی کھپت اور اخراجات میں توازن

روایتی تانبے کی کیبلز آپٹیکل حلوں سے 10x زیادہ طاقت استعمال کرتے ہوئے ، 5 میٹر سے زیادہ 800 گرام کی رفتار کی حمایت کرنے کے لئے جدوجہد کرتے ہیں۔ مثال کے طور پر ، 400 گرام آپٹیکل ماڈیول صرف 1\/10 ویں بجلی کے انٹرفیس کی طاقت کا استعمال کرتے ہیں ، جبکہ 800 گرام ماڈیول PAM4 ماڈلن اور سلکان فوٹوونکس کے ذریعے 20 ٪ تک توانائی کے استعمال کو کم کرتے ہیں۔ میٹا کے اے آئی کلسٹرز جیسے ہائپر اسکیل ڈیٹا سینٹرز میں طویل مدتی آپریشنل اخراجات کو کنٹرول کرنے کے لئے یہ کارکردگی اہم ہے۔

‌3. آرکیٹیکچرل لچک کو چالو کرنا

تقسیم شدہ ڈیٹا سینٹرز اور ایج کمپیوٹنگ کا عروج لچکدار نیٹ ورک فن تعمیر کا مطالبہ کرتا ہے۔ آپٹیکل ماڈیولز کی اعلی بندرگاہ کی کثافت اور مطابقت (جیسے ، گرم پلگ ایبل QSFP-DD 封装) بغیر کسی رکاوٹ کے ریڑھ کی ہڈی کے پتے کے فن تعمیرات اور کراس کیمپس باہمی رابطوں کے مطابق ڈھال لیں۔ مثال کے طور پر ، ایوپٹولنک کا 400 گرام کیو ایس ایف پی-ڈی ڈی ایس آر 4 ماڈیول سنگل پورٹ بینڈوتھ کے استعمال کو 300 ٪ کے ذریعے 1: 4 برانچنگ کے ذریعے بڑھاتا ہے ، جس سے تعیناتی کی پیچیدگی کو نمایاں طور پر کم کیا جاتا ہے۔

iii. AI ڈیٹا سینٹرز میں آپٹیکل ماڈیولز کی بنیادی ایپلی کیشنز‌

‌1. اے آئی کی تربیت اور تخمینہ: ڈیٹا ڈیلیج سے ذہین فیصلوں تک

transing ٹریننگ فیز: جی پی ٹی -4 ، مثال کے طور پر ، ہر تربیت کے چکر میں ڈیٹا کے پیٹا بائٹس پر کارروائی کرتی ہے۔ آپٹیکل ماڈیول 800 گرام\/1.6T چینلز کے ذریعہ ریئل ٹائم پیرامیٹر کی ہم آہنگی کو قابل بناتے ہیں ، ماڈل تکرار کے چکروں کو ہفتوں سے دن تک کم کرتے ہیں۔

inference انفرنس مرحلے: اعلی حقیقی وقت کے مطالبات میں خود مختار ڈرائیونگ اور اعلی تعدد تجارت میں فوری ردعمل کو یقینی بنانے کے لئے نانو سیکنڈ سطح کی تاخیر (ای جی ، ایل پی او ٹکنالوجی) کی ضرورت ہوتی ہے۔

‌2. ڈیٹا سینٹر انٹرکنیکٹ (DCI): یونیفائیڈ کمپیوٹنگ نیٹ ورک بنائی گئی‌

چین کا "ایسٹ ڈیٹا ویسٹ کمپیوٹنگ" پروجیکٹ طویل فاصلے پر ٹرانسمیشن کی طلب کو فروغ دیتے ہوئے ، علاقائی وسائل کی تقسیم کو آگے بڑھاتا ہے۔ G.654.e فائبر 800 گرام مربوط آپٹیکل ماڈیولز کے ساتھ جوڑ بنا ہوا الٹرا-لو-نقصان کے باہمی رابطوں کو حاصل کرتا ہے جس میں سنگل ویو 200 جی کی رفتار 1 ، 000 کلومیٹر سے زیادہ ہے ، جو "مشرقی ڈیٹا اسٹوریج اور مغربی کمپیوٹنگ" کے ملک گیر انضمام کی حمایت کرتی ہے۔

‌3. ایج کمپیوٹنگ اور تقسیم شدہ فن تعمیرات‌

آپٹیکل ماڈیول تقسیم شدہ شہری ڈیٹا مراکز میں پھیل رہے ہیں۔ مثال کے طور پر ، ایکسلنک اور مارول کا 1.6T O-Band conterent-lite ماڈیول 20 کلومیٹر باہمی رابطوں کی حمایت کرتا ہے ، جس سے شہر کی سطح کی کمپیوٹنگ نوڈ کے تعاون کے لئے ایک بینچ مارک ہوتا ہے۔

iiii. تکنیکی ارتقاء: 800 گرام سے 1.6T توڑنے والی حدود تک‌

‌1. اسپیڈ لیپ: 800 گرام تجارتی کاری اور افق پر 1.6T

‌800G ماڈیولس:

توقع کی جارہی ہے کہ 2024 میں عالمی طلب میں 9 لاکھ یونٹوں کی کمی ہوگی ، جو 2025 تک 18 ملین تک دوگنی ہوجائے گی۔ انو لاٹ اور ایوپٹولنک جیسے چینی مینوفیکچررز نے 30 فیصد کم بجلی کی کھپت کے ساتھ 800 جی سلیکن فوٹوونکس ماڈیولز کو بڑے پیمانے پر تیار کیا ہے۔

.61.6t ماڈیولس:

2025 تک حجم کی تیاری کے لئے مقرر کریں ، یہ ماڈیول 3D چپ اسٹیکنگ اور کمپیوٹ ان میموری فن تعمیر کے لئے مستقبل کی بینڈوتھ کی ضروریات کو پورا کریں گے۔ Nvidia 600 ، 000 1. 6t ماڈیولز 2025- ڈبل 2024 کے حجم میں حاصل کرنے کا ارادہ رکھتا ہے۔

‌2. انوویشن ٹریو: سلیکن فوٹوونکس ، سی پی او ، اور ایل پی او‌

S سلیکون فوٹوونکس: لیزرز ، ماڈیولیٹرز ، اور ڈیٹیکٹر کا سی ایم او ایس انضمام لاگت سے موثر بڑے پیمانے پر پیداوار کو قابل بناتا ہے۔ انٹیل کا سلیکن فوٹوونکس پلیٹ فارم پہلے ہی 4x اعلی پورٹ کثافت والے 1.6T ماڈیولز کی حمایت کرتا ہے۔

‌ سی پی او (شریک پیکجڈ آپٹکس) ‌: آپٹیکل انجنوں کو سوئچ چپس کے ساتھ مربوط کرنے سے بجلی کے سگنل میں کمی واقع ہوتی ہے۔ 2030 تک سی پی او کی تعیناتیوں میں 30 فیصد سے زیادہ کا حساب کتاب ہوگا ، جس سے سپرکمپٹنگ کے لئے نانو سیکنڈ لیٹینسی کی فراہمی ہوگی۔

‌LPO (لکیری ڈرائیو پلگ ایبل آپٹکس) ‌: DSP چپس کو ہٹانا بجلی کی کھپت کو 50 by سے کم کرتا ہے ، جو مختصر رسی AI کلسٹر باہمی رابطوں کے لئے مثالی ہے۔ Accelink اور Nvidia کا LPO حل توثیق سے گزر گیا ہے۔

‌3. مواد اور عمل میں کامیابیاں‌

پتلی فلم لتیم نیوبیٹ ماڈیولرز روایتی انڈیم فاسفائڈ کو بہتر بناتے ہیں ، جس سے 1.6T+ رفتار کے لئے اعلی ماڈلن کی کارکردگی کو قابل بنایا جاتا ہے۔

تھری ڈی اسٹیکڈ پیکیجنگ سلیکن فوٹوونکس میں تھرمل اور سگنل مداخلت کے مسائل سے نمٹتی ہے ، جس سے وشوسنییتا میں اضافہ ہوتا ہے۔

iv iv. چیلنجز اور مستقبل: اگلی سرحد‌

‌1. قلیل مدتی رکاوٹیں: لاگت اور انجینئرنگ کی رکاوٹیں

کھوکھلی کور فائبر سپلیسنگ اور سلکان فوٹوونکس کی پیداوار میں بہتری کی ابھی بھی ضرورت ہے۔ دریں اثنا ، 1.6T ماڈیول کے اخراجات 800 گرام سے دوگنا باقی ہیں۔

روایتی فائبر کی حد سے زیادہ کاپاسیٹی اعلی کے آخر میں ماڈیول کی قلت کے ساتھ تضادات-چین کی 2024 فائبر آؤٹ پٹ 20.3 فیصد گر گئی ، جس سے صنعت کے پولرائزیشن کو گہرا کیا گیا۔

‌2. طویل مدتی رجحانات: استعمال کے معاملات اور ٹیک کنورژن کو بڑھانا‌

‌ ویہیکل انفراسٹرکچر: LIDAR کے لئے کمپن مزاحم 10G ماڈیول (2000 ہ ہرٹز کے ماحول کا مقابلہ کرنا) صنعتی درجہ بندی کی وشوسنییتا اپ گریڈ کو آگے بڑھا رہے ہیں۔

qu کونٹم مواصلات: 0 کے نیچے بٹ غلطی کی شرح کے ساتھ سنگل فوٹوون کا پتہ لگانے کے ماڈیولز۔ 1 ٪ انڈرپین محفوظ فوجی اور مالیاتی نیٹ ورک۔

‌3. پالیسی اور دارالحکومت کی ہم آہنگی‌

چین کا ڈیجیٹل چین ڈویلپمنٹ پلان آپٹیکل ماڈیولز کو بنیادی انفراسٹرکچر سیکٹر کے طور پر شناخت کرتا ہے۔ علاقائی اقدامات جیسے شنگھائی کی "آپٹکس ویلی" ٹیکس مراعات اور آر اینڈ ڈی سبسڈی کے ذریعہ صنعت کے جھرمٹ کو تیز کرتے ہیں۔

conclusion: AI کمپیوٹنگ دور کا آپٹیکل ماڈیولز-"پوشیدہ چیمپیئن"‌

800 گرام سے 1.6t تک ، اور سلیکن فوٹوونکس سے لے کر سی پی او تک ، آپٹیکل ماڈیولز کا ارتقا صرف رفتار کی دوڑ ہی نہیں ہے بلکہ توانائی کی بچت ، لاگت اور وشوسنییتا میں انقلاب ہے۔ اے آئی کمپیوٹنگ اسلحہ کی دوڑ کے درمیان ، آپٹیکل ماڈیولز "معاون اجزاء" سے "اسٹریٹجک اثاثوں" میں منتقل ہوگئے ہیں۔ چینی مینوفیکچررز ، مکمل صنعت کی زنجیروں اور جدت طرازی کا فائدہ اٹھاتے ہوئے ، عالمی آپٹیکل مواصلات کے منظر نامے کو نئی شکل دے رہے ہیں۔ چونکہ تقسیم شدہ کمپیوٹنگ ، کوانٹم نیٹ ورکس ، اور دیگر ابھرتے ہوئے منظرنامے ختم ہوجاتے ہیں ، آپٹیکل ماڈیول ایک ذہین دنیا کے لئے تیزی سے ، سبز رنگ کے ڈیٹا شریانوں کی تعمیر ، ڈیجیٹل تبدیلی کا "بنیادی مرکز" رہیں گے۔