ما وراء وحدة معالجة الرسومات: كيف تعيد تقنيات 800G وCPO وكابلات الألياف عالية الكثافة تشكيل مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي

على مدى العامين الماضيين، لم يكن الموضوع الأكثر حدة في سلسلة توريد الذكاء الاصطناعي يقتصر على وحدات معالجة الرسوميات (GPU) فحسب، بل امتد ليشمل مكوّنًا حاسمًا يربط بينها جميعًا: الشبكة الضوئية.

إن مجموعة الحوسبة الذكية لا تقتصر على مجرد وحدة معالجة رسوميات واحدة فائقة القوة؛ فهي بمثابة «مصنع للحوسبة» يربط بين عشرات الآلاف من وحدات المعالجة الرسومية. ومع تزايد نماذج اللغات الكبيرة (LLMs) بشكل أسي، باتت عمليات التدريب والاستدلال تتطلب مزامنة هائلة للبيانات. وفي هذا النظام البيئي، تحولت أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية والبنية التحتية للألياف البصرية من مجرد «ملحقات اتصال» إلى «شرايين حيوية لحوسبة الذكاء الاصطناعي».

بصفته رائدًا مزوّد حلول FTTH وODN تستكشف شركة هواشين للاتصالات كيف أن تطوّر أجهزة الإرسال والاستقبال بسرعة 800 جيجابت/1.6 تيرابيت، وثورة الفوتونيات السيليكونية، وكذلك تقنية CPO (البصريات المدمجة في العبوة)، تعمل على إعادة تشكيل مشهد مراكز البيانات العالمية بسرعة—وكيف يؤثر ذلك على البنية التحتية الشبكية المادية.

1. عصر 800G و1.6T: أصبحت أجهزة الإرسال والاستقبال الآن أنظمةً معقدةً

يشيّع لدى الكثيرين اعتقاد خاطئ بأن أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية لا تعدو كونها مجرد «مقابس» تُوصَل بالمفاتيح. غير أنّ في حقبتي 800G والجيل المقبل بسرعة 1.6T، تُعدّ أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية عالية السرعة أنظمة دقيقة ميكروإلكتروضوئية بالغة التعقيد.

إن الانتقال من 400 جيجابت/ثانية إلى 800 جيجابت/ثانية و1.6 تيرابت/ثانية ليس مجرد مضاعفة بسيطة للسرعة؛ بل يطرح تحديات هندسية هائلة. فارتفاع السرعة يؤدي إلى فقدان شديد في الإشارة الكهربائية، وتوليد كميات هائلة من الحرارة في معالجات الإشارة الرقمية (DSP)، فضلاً عن صعوبات بالغة في التوصيل البصري ضمن حجم مدمج للغاية.

لم يعد عنق الزجاجة في صناعة الشبكات الضوئية عالية المستوى يكمن في خط التجميع النهائي، بل في القدرات الأساسية في المراحل الأولى من سلسلة التوريد: معالجات الإشارة الرقمية عالية السرعة، والليزرات المتقدمة، وإدارة الحرارة على مستوى النظام. وهذا يدفع الصناعة بعيدًا عن النماذج التقليدية القابلة للتوصيل نحو هياكل جديدة رائدة.

2. فوتونيات السيليكون وCPO: تحول جذري في البنية المعمارية

لتجاوز التحديات المتعلقة بالتكلفة واستهلاك الطاقة والعائد في المكوّنات المنفصلة عالية السرعة، تهيمن اتجاهان كبيران:

• ثورة الفوتونيات السيليكونية: يتضمن ذلك دمج الهياكل البصرية (المُعدِّلات، ومسارات الموجات، وغيرها) مباشرةً على رقائق السيليكون، بحيث يتم تصنيع المسارات الضوئية بالطريقة نفسها التي نصنع بها أشباه الموصلات.

• البصريات المدمجة في الحزمة (CPO): مع ارتفاع سرعات الإشارات، تصبح المسار الكهربائي الممتد من متحكم ASIC الخاص بالمحول إلى جهاز الإرسال والاستقبال القابل للتركيب على اللوحة الأمامية طويلاً للغاية، مما يؤدي إلى فقدان هائل في الإشارة واستنزاف كبير للطاقة. يُحدث CPO تغييراً جذرياً في هذا الوضع من خلال نقل المحرك البصري ليتم تركيبه مباشرةً بجوار متحكم ASIC الخاص بالمحول على نفس الركيزة الحاملة للدوائر.

تسعى شركات عملاقة في القطاع، مثل إنفيديا وبرودكوم، بقوة إلى تبني تقنية CPO بهدف خفض استهلاك الطاقة لكل بت بشكل كبير وزيادة كثافة عرض النطاق الترددي في مصانع الذكاء الاصطناعي فائقة الحجم.

3. ماذا يعني ذلك لشبكة الألياف الضوئية المادية؟

بينما تتولى أجهزة الإرسال والاستقبال من فئة CPO و800G مهام «تحويل الإشارة»، فإنها تصبح عديمة الجدوى تمامًا في غياب شبكة ألياف بصرية مادية قوية لنقل الضوء. وتفرض حقبة الذكاء الاصطناعي متطلبات غير مسبوقة على البنية التحتية الكابلية المادية:

• متطلبات الكثافة العالية للغاية: إن الانتقال إلى هندسات الـ Leaf-Spine وClusters المزوّدة ببطاقات رسوميات مدعومة بالذكاء الاصطناعي يعني زيادة عدد وصلات التوصيل بين الخزائن بمقدار عشرات الأضعاف. وبما أن المساحة محدودة، فإن تجميعات الألياف ذات القطر الرفيع والكثافة العالية تُعد ضرورةً ملحة.

• عدم التسامح مطلقًا مع فقدان الانحناء: في الرفوف الضيقة والممرات الباردة، تتعرض الألياف بشكل متكرر لانحناءات شديدة. وتواجه ألياف G652D التقليدية توهّنًا كبيرًا في الإشارة تحت هذه الظروف. ولهذا السبب تتجه مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي بسرعة نحو التوحيد على الألياف فائقة المرونة ذات فقدان الانحناء المنخفض. ويولي المهندسون أولوية قصوى لـ الألياف الضوئية G657A2 للحواجز الداخلية داخل الخزانة لضمان عدم تدهور الإشارة على الإطلاق، حتى عند نصف قطر انحناء يبلغ 7.5 مم.

4. هل سيختفي الكابلات التقليدية؟ التعايش هو المستقبل

هل سيقضي CPO فورًا على أجهزة الإرسال والاستقبال التقليدية القابلة للتوصيل والكابلات القياسية؟ بالطبع لا.

بينما ستهيمن تقنية CPO على مفاتيح النوى الخاصة بالذكاء الاصطناعي ذات النطاق الترددي الفائق والحساسة للطاقة، يعتمد النظام البيئي الأوسع للشبكات على حلول متنوعة. إذ تضمن الهياكل التقليدية، والأنظمة البيئية الراسخة، فضلاً عن الراحة الكبيرة التي توفرها صيانة الوحدات القابلة للتبديل أثناء التشغيل، بقاء الوحدات القابلة للتوصيل لسنوات قادمة.

علاوة على ذلك، وبينما تُحدَّث مراكز البيانات داخليًا، لا تزال البنية التحتية الخارجية الضخمة التي تربط هذه المجمعات النائية لمراكز بيانات الذكاء الاصطناعي تعتمد بشكل كبير على حلول قوية ومتينة للنقل لمسافات طويلة، مثل الكابلات الهوائية. كابلات ADSS الضوئية مدموج مع ألياف G652D القياسية.

ابنِ بنيتك التحتية الجاهزة للذكاء الاصطناعي مع هواشين

مستقبل الشبكات الضوئية لا يقتصر على من يستطيع تصنيع أجهزة الإرسال والاستقبال، بل يشمل من يوفّر الموثوقية النهائية من البداية إلى النهاية لأنظمة الحوسبة الذكية.

بصفتها الركيزة المادية للاتصالات العالمية، توفر شركة هواشين للاتصالات أليافًا بصرية عالية الأداء، ومخصّصة… كابلات تصحيح للكابلات المعلقة من نوع FTTH ، بالإضافة إلى ملحقات ODN الشاملة لمشغلي الاتصالات ومقاولي مراكز البيانات على مستوى العالم. سواء كنت تقوم بترقية مركز بيانات مؤسسي أو بإنشاء شبكة ذكاء اصطناعي فائقة النطاق، فإن حلول الكابلات المتميزة من نوع G657A2 والحلول عالية الكثافة لدينا تضمن نقلًا سلسًا للبيانات وبخسائر منخفضة جدًا.

هل أنت مستعد لتحسين البنية التحتية المادية لمركز بياناتك استعدادًا لعصر 800G وCPO؟ اتصل بفريق المبيعات لدينا اليوم لأسعار مباشرة من المصنع ولحلول الألياف المخصصة.