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Beyond Terabit/s Integrated Neuromorphic Photonic Processor for DSP-Free Optical Interconnects

Created by
  • Haebom

저자

Benshan Wang, Qiarong Xiao, Tengji Xu, Li Fan, Shaojie Liu, Jianji Dong, Junwen Zhang, Chaoran Huang

개요

본 논문은 대규모 AI 모델 훈련을 위한 고성능 컴퓨팅의 수요 증가에 따라 기존의 전기 및 광 인터커넥트의 한계를 극복하기 위해 뉴로모픽 광 신호 프로세서(OSP)를 제시한다. 기존의 디지털 신호 프로세서(DSP) 기반 시스템의 한계를 극복하기 위해 딥 리저버 컴퓨팅을 활용한 DSP-free, 올-옵티컬, 실시간 처리를 구현한 OSP는 100 Gbaud PAM4 per lane, 1.6 Tbit/s의 데이터센터 상호연결을 5km 광섬유(O-band에서는 80km 이상)에서 달성한다. 이는 기존 DSP 솔루션보다 처리 지연 시간을 4자리 수, 에너지 소비를 3자리 수 감소시키며, 데이터 전송률 확장에도 일관된 초저지연을 유지한다. 또한, 다양한 변조 방식, 데이터 전송률 및 파장에 적응하며, 실리콘 포토닉 공정을 사용하여 제작되어 실리콘 포토닉 트랜시버와 단일 칩으로 통합될 수 있다.

시사점, 한계점

시사점:
기존 DSP 기반 광 인터커넥트의 한계를 극복하는 고성능, 에너지 효율적인 대안 제시
100 Gbaud PAM4 per lane, 1.6 Tbit/s의 초고속 데이터 전송 달성 (5km C-band, O-band에서는 80km 이상)
DSP 대비 4자리 수의 지연 시간 감소 및 3자리 수의 에너지 소비 감소
데이터 전송률 확장에 따른 지연 시간 증가 없이 일관된 초저지연 유지
다양한 변조 방식, 데이터 전송률, 파장에 대한 적응성
실리콘 포토닉 트랜시버와의 단일 칩 통합 가능성
차세대 AI 인프라 구축을 위한 기반 기술 제공
한계점:
논문에서 구체적인 시스템 구현 및 비용에 대한 자세한 정보 부족
실제 대규모 데이터센터 환경에서의 성능 및 안정성 검증 필요
장기간 안정성 및 신뢰성에 대한 추가적인 연구 필요
O-band에서의 성능은 이론적인 추정치이며 실험적 검증 필요
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