>> 广发证券-电子行业:谷歌引领AI互联新选择,OCS全光互联交换机前景广阔-250917
| 上传日期: |
2025/9/17 |
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pdf 共7页 |
来源: |
广发证券 |
| 评级: |
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作者: |
王亮,耿正,张大伟 |
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核心观点: OCS交换机有低时延&低功耗&易扩展的优点。相较于传统交换机以光-电-光信号转换的形式进行数据交换,OCS全光互联交换机直接通过光信号交换来进行数据交换。根据华为官网,从OCS交换机优点来看主要有,(1)低时延,OCS无需光电转换,整体传输时延得到显著降低。(2)低功耗,以华为数据中心全光交换机HuaweiOptiXtrans DC808为例,由于其采用全光交换,省掉传统交换机的光电转换和数据转发过程,以400G端口为例,相比传统交换机功耗降低98%,整网能耗降低20%。(3)易扩展,基于全光交换,部署完成后,当网络中部署更高速率的光模块和交换机时,原有的低速器件可以继续使用,可实现代际无缝衔接,光网络平滑升级。 OCS交换机应用领域持续拓宽,已应用至AI集群中。(1)电信领域,OCS交换机着凭借光信号的高速交换能力,可满足5G网络低时延、高带宽需求。(2)数据中心,OFC 2023上,谷歌展示其Apollo项目在其数据中心中对于OCS的应用,在数据中心网络结构的spine-leaf结构下,将spine层的电网络交换机替换为OCS。(3)AI计算集群,根据OFC 2025 Google报告,谷歌TPU v4集群中,64个TPU芯片通过电缆连接,组成一个cube(4x4x4),每个cube通过OCS连接,最终实现共4096个TPU芯片的互联;Hot Chips2025上,谷歌展示了Ironwood Superpod的互联结构,其继续沿用3DTorus拓扑架构,cube内部TPU之间通过电缆连接,144个cube之间通过OCS连接,最终实现共9216个TPU芯片的互联。 OCS交换机技术路径多样,LCOS方案前景广阔。为实现OCS交换机全光互联的功能现在主流的核心技术主要包括基于电控微反射镜阵列的微机电系统(MEMS)、液晶(LC)技术以及基于硅基液晶(LCOS)的空间相位调制器阵列等。其中,(1)MEMS技术通过MEMS(微机电镜面阵列)调整反射镜角度,将对应波长光信号反射到特定输出光纤端口,目前谷歌OCS交换机即使用了MEMS技术,光通过光纤进入到OCS系统后,先后经过两个2D的MEMS阵列。每个MEMS阵列含有136个平面镜,用于精确调节光的传播方向。(2)LCOS方案属于第三代ROADM技术,通过相位改变来调节光路。它原生支持灵活栅格(Flexi-Grid)功能,支持可变Channel宽度以及超级通道,基于LCoS的WSS,其相位调节可编程,更容易控制。此外,在相位改变改变光方向的同时,还可通过相位调节来补偿色散以及通过相位进行脉冲整形等现阶段LCOS作为相位调制器件的产品已经趋于成熟,并且这一类的相位调制器具有更小的体积、更低的功耗。 风险提示。AI产业发展以及需求不及预期;AI服务器出货量不及预期,新技术发展不及预期。
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