생성 된 AI의 확산으로 인터넷 트래픽 볼륨은 극적으로 증가 할 것으로 예상됩니다. 통신 허브 인 데이터 센터는 다량의 데이터 전송을 지원해야하므로 더 빠르고 전력 손실이 적은 광 통신 시스템을 구축해야합니다. 관심을 끌고있는 것은 Mitsubishi Electric의 광섬유 통신에 사용되는 "슬롯 체험 장치"입니다. 데이터 센터를위한 회사의 슬롯 체험 장치는 세계에서 1 위이며 시장 점유율의 약 50%입니다.(※ 1). 이 기사에서는 슬롯 체험 장치가 무엇인지, 데이터 센터에서 시연되는 기능 및 광섬유 통신의 기본 사항을 설명합니다.
*1데이터 센터를위한 전기 흡수 변조기 통합 레이저 다이오드 (EML) : 회사가 수행 한 연구에 따르면 전기 흡수 슬롯 체험 변조기를 통합하는 가벼운 방출 장치
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Generation AI BOOM으로 인해 데이터 센터가 주목을 끌고있는 이유
Generation AI Boom은 2022 년 11 월 Chat GTP의 출시로 시작되었습니다. 거대한 회사 Gafa는 또한 자체 세대 AI 개발을 발표했으며 사회에서 AI의 사용은 점점 더 널리 퍼져 있습니다. 일반적인 Incorporated Association 인 전자 및 정보 기술 산업 협회는 "글로벌 발전기 AI 시장의 수요는 평균 연간 평균 53.3%로 증가하여 2030 년에 211 억 달러, 2023 년 12 월 21 일에 약 20 배에 달합니다"(2023 년 12 월 21 일)를 발표했습니다.
AI가 확산됨에 따라 데이터 센터의 인기가 높아지고 있습니다. 데이터 센터는 인터넷을위한 서버 및 통신 장치를 설치하고 운영하기위한 시설의 일반적인 용어입니다. 대규모 데이터 센터의 수는 전 세계적으로 증가하고 있으며, 글로벌 데이터 센터 시스템 시장 규모는 27.508.1 조 (전년도보다 32.3% 증가) (내무 및 커뮤니케이션 부의 2023 년 정보 및 커뮤니케이션)로부터 전 세계적으로 증가하고 있습니다.
Mitsubishi Electric 고주파 슬롯 체험 장치 제조의 슬롯 체험 장치 책임자 인 Yamauchi Yasuhiro는 AI의 스프레드로 인해 데이터 센터 시장이 호황을 누리고있는 이유를 설명합니다.
슬롯 체험 장치 관리자
Yamauchi Yasuhiro
Yamauchi :생성 된 AI를 사용하는 경우 컴퓨터 나 스마트 폰에 질문이나 기타 정보를 입력하면 광섬유 통신을 통해 정보가 데이터 센터로 전송됩니다. AI는 데이터 센터 내에 산술 장치를 내놓을 것이며, 이는 광섬유 통신을 통해 다시 피드백됩니다. 다시 말해, 생성 된 AI의 본체는 데이터 센터에 있다고 말할 수 있습니다. Generation AI가 더 널리 퍼지면 데이터 센터가 운영되고 많은 데이터 센터가 필요합니다. 다시 말해, 생성 AI와 데이터 센터는 분리 할 수 없습니다.
데이터 센터를 가정에 연결하는 "광섬유 통신"이란 무엇입니까
데이터 센터는 "광섬유 통신"을 통해 외부 세계에 연결되어 있습니다. 또한 데이터 센터에 설치된 서버 및 산술 장치는 슬롯 체험 섬유를 통해 연결되어 있으며 함께 기능합니다.
광 섬유는 유리 나 플라스틱으로 만든 빛을 통과하는 섬유입니다. 슬롯 체험 송수신기는 광섬유의 끝에 위치하고 있으며 "광 방출 요소 (Laser Diode, LD)"및 "광 재생 요소 (Photodiode, PD)"가 장착되어 있습니다. 이러한 "광 방출 요소"및 "경도 요소"를 슬롯 체험 장치라고합니다. 정보원 인 전기 신호는 "광 방출 요소"에 의해 슬롯 체험 신호로 변환되어 광섬유를 통해 전송됩니다. 대상에서, "광수량 요소"는 슬롯 체험 신호를 다시 전기 신호로 변환하여 감쇠 양을 증폭시키고 정보로 전송합니다. 다시 말해, 전기 신호를 디지털 광 신호로 변환하고 디지털 슬롯 체험 신호를 전기 신호로 변환하는 반도체는 슬롯 체험 반도체 또는 슬롯 체험 장치라고합니다(※ 2).
*2Mitsubishi Electric은 또한 광 방출 요소 및 광 검출기와 같은 슬롯 체험 반도체 및 "슬롯 체험 장치"를 포함하는 장치를 호출 하므로이 기사는 "슬롯 체험 장치"라는 용어를 사용합니다. 일반적으로 광 섬유 및 렌즈와 같은 조명을 처리하는 모든 장치는 때때로 슬롯 체험 장치라고도합니다.
Yamauchi :슬롯 체험 신호로 변환하여 정보를 전송하면 전기 신호로 전송하는 것보다 전력 손실이 줄어 듭니다. 또한 전자기파 변동에 덜 취약하다는 이점이있어서 멀리 비행하기가 쉽습니다.
섬유 슬롯 체험 통신은 데이터 센터 외부에서도 사용됩니다. 예를 들어, 일본을 해외와 연결하고 일본 전역에 일본을 연결하는 "핵심 통신 네트워크"는 거리에서 수천 킬로미터의 광 섬유로 연결됩니다. 또한, 전기 극 (통과하는 가구도 광섬유 임)을 연결하는 "Ftth (Fiber to the Home)"는 아마도 가장 친숙한 광섬유 통신 서비스 일 것입니다. 많은 가정에서, 거기에서 연결하는 슬롯 체험 케이블은 Wi-Fi 라우터의 커넥터에 연결되어있어 무선 파가 집 전체에 흐릅니다. 이 모든 광섬유에는 항상 세트에 빛 방출 요소와 빛의 수신 요소가 있습니다.
슬롯 체험 장치, 클로즈업
Mitsubishi Electric은 세계에서 1 위를 차지하여 데이터 센터의 슬롯 체험 장치 시장의 약 50%를 차지합니다. 이 슬롯 체험 장치는 광 섬유의 뿌리에있는 "슬롯 체험 트랜시버"라는 장치에 내장되어 있습니다. 너비가 약 2cm 및 10cm 인 슬롯 체험 트랜시버 내부에는 8 쌍의 광 방출 요소와 광수성 요소가 포함되어 있습니다.
Yamauchi :가벼운 방출 요소와 광수성 요소의 칩은 길이가 1mm 미만이며 기계 연필의 코어보다 얇고 두께는 약 0.1mm입니다. 각 작은 칩의 통신 속도는 100Gbps (giga bps)입니다. 예를 들어, 스마트 폰에서 비디오 공유 사이트에서 비디오를 보는 데 필요한 속도는 1Mbps (메가 BPS)이므로 기계 연필의 코어의 가장자리에 대한 칩이 하나 있다면 10 만 명이 동시에 비디오 공유 사이트를 볼 수 있습니다. 슬롯 체험 트랜시버에는 8 쌍의 칩이 포함되어 있으므로 80 만 명이 비디오 공유 사이트를 하나로 볼 수 있습니다.
슬롯 체험 장치로서 속도와 함께 전력 소비를 줄여야합니다.
Yamauchi :데이터 센터에서는 처리량 증가 및 산술 단위의 속도 증가로 인해 CPU (중앙 처리 장치), GPU (그래픽 처리 장치) 및 슬롯 체험 장치가 장착 된 슬롯 체험 트랜시버와 같은 다양한 구성 요소가 다량의 데이터를 교환하여 전자 마찰 및 열 생성을 유발합니다. 컴퓨팅 장치가 가열되면 오작동, 고장 및 수명을 단축 할 수 있으므로 데이터 센터는 여러 거대한 에어컨을 사용하여 실내 온도를 일정하게 유지합니다. "하나의 데이터 센터를 구축하면 하나의 발전소가 필요할 것"이라고합니다. 따라서 데이터 센터의 열 생성은 또한 탄소가없는 사회를 실현하는 데 큰 도전입니다.
세계 최대 공유를 가진 데이터 센터를위한 슬롯 체험 장치
Mitsubishi Electric의 "EML Chips"는 세계 시장 점유율이며 데이터 센터에서 1 위이며, 초면속 및 저전력 소비가 시급한 문제입니다. 우리는 그것이 어떻게 작동하는지 설명 할 것입니다.
슬롯 체험 장치의 기본 메커니즘은 전기 신호를 슬롯 체험 신호로 변환하여 0과 1의 디지털 신호를 전송 및 수신하기 위해 전환 및 수신하는 것입니다. 이것은 "DFB 레이저"(분산 피드 백)라는 슬롯 체험 장치를 통과하거나 중지하여 달성됩니다. DFB 레이저는 여전히 5G 모바일 통신 시스템의 기지국에서 사용되지만 데이터 센터에 필요한 초고속 속도와는 거리가 멀고 전력 손실이 높습니다.
So Mitsubishi Electric은 고유 한 기술로 "EML"을 개발했습니다. 간단히 말해서, 기존 DFB 레이저에는 "광 변조 섹션"(아래 다이어그램 참조)이 붙어 있다고 말할 수 있습니다. 전류는 항상 DFB 레이저에 적용되어 유지합니다. 또한, 슬롯 체험 변조 섹션에 전압이 적용되면 광이 흡수되고 슬롯 체험 신호가 꺼집니다. 전압이 변경되면 조명 변조 섹션이 통과하고 셔터처럼 빛을 차단하여 DFB 레이저를 통해 흐르는 전류를 돌리는 것보다 신호가 더 빨리 전송 될 수 있습니다.
간단히 말해서, DFB 레이저의 이미지는 전원 스위치를 사용하여 스탠드에서 조명을 켜거나 끄는 이미지입니다. 조명이 켜지거나 끄면 시간 손실이 발생하며 고속 작동이 불가능합니다.
반면에, EML은 스탠드에 빛을 켜고 빛을 고속으로 고정하거나 제거하여 빛을 켜고 끄는 이미지를 사용합니다. "광 변조 섹션"은 언더 레이먼트와 같은이 방패가 수행하는 기능입니다. 스탠드가 켜지거나 끄지 않으므로 전력이 적습니다.
Mitsubishi Electric EML의 특징은 DFB 레이저와 슬롯 체험 변조 섹션을 하나의 칩에 완전히 다른 구조와 통합한다는 것입니다. 예를 들어, DFB 레이저는 작은 전류로 밝은 빛을 방출하므로 열을 효율적으로 소산하려고합니다. 따라서, 전체 재료에는 다른 조성물의 반도체 재료가 내장된다. 반면, 광 변조기 섹션은 고속 작동을 보장하기 위해 커패시터를 차단하여 얇은 모양으로 처리됩니다. 아래는 단순화 된 단면도이지만 두 구조가 완전히 다르다는 것을 알 수 있습니다.
Yamauchi :DFB 레이저 섹션과 슬롯 체험 변조기의 두께는 몇 ㎛ (마이크로 미터)보다 작으며 각 구성 요소의 여러 얇은 층은 필름의 두께 내에 쌓여 있으며, 요소의 다른 비율로 쌓입니다. 이 모든 것을 함께 연결하는 것은 매우 어렵지만 Mitsubishi Electric은 30 년 이상 EML을 개발해 왔으며이 독특한 구조를 실현할 수있었습니다. 전류 및 저전압으로 제어 할 수있는이 제품은 데이터 센터를 운영하는 고객이 인식했으며 여전히 최초의 제품입니다.
Generation AI의 개발에 기여하는 EML
2023 년 6 월경, Chatgpt가 2022 년 11 월에 출시 된 지 약 6 개월 후, Yamauchi 및 기타의 슬롯 체험 트랜시버를 제조하는 고객이 많은 수요를 예측했습니다. Mitsubishi Electric은 4 월에 EML의 대량 생산을 시작하여 생성 된 AI 컴퓨팅 장치를 연결하는 광 섬유를 위해 하나의 칩과 200Gbps의 고속 통신을 허용합니다.
Yamauchi :우리는 슬롯 체험 장치가 세대 AI 개발 경주에 사용될 것이라고 예측했지만, 우리는 그들이 그렇게 빠르게 성장할 것으로 기대하지 않았다는 것에 놀랐습니다. 그러나 Mitsubishi Electric의 30 년 동안의 지속적인 개발 결과가 오늘날의 오늘으로 이어 졌다고 생각하는 것이 좋습니다. 슬롯 체험 장치에는 데이터 센터 사용 이외의 많은 가능성이 있습니다. 예를 들어, 전자 장치가 전기 대신 빛을 사용하여 연결되는 공간 및 "광전 융합"의 슬롯 체험 통신. 결국, 빛은 센서를 사용하여 물체를 감지하는 데 사용될 수 있습니다. 우리는 이러한 다양한 가능성을 주시하면서 슬롯 체험 장치의 개발을 꾸준히 발전시키고 싶습니다.
슬롯 체험 통신을위한 EML 개발 1993 년에 시작되었습니다. 2023 년에 EML의 누적 배송은 3 천만 대를 초과했습니다. 미래에 새로운 IT 기술이 등장하는 경우, 슬롯 체험 통신이 용량을 더욱 증가시키고 전력 소비를 더해야 할 것입니다. 당시 EML과 같은 슬롯 체험 장치가 도움이 될 것이라는 데는 의심의 여지가 없습니다.
*제품, 서비스, 제휴 등에 대한 정보는 인터뷰시기 (2024 년 6 월)입니다.
