7/22 AIデータセンタにおいて広帯域、低消費電力を実現する光インターコネクト技術の動向

AIデータセンタにおいて広帯域、低消費電力を実現する光インターコネクト技術の動向

～光インターコネクトの実装形態及び技術と光電融合技術展望～

講師

古河電気工業(株) 先端技術研究所 フェロー　那須 秀行 氏

[略歴・その他活動など]
　2019～2025年、京都工芸繊維大学非常勤講師。2018～2021年、日本大学理工学部非常勤講師。2006年、博士(工学)。エレクトロニクス実装学会正会員。2022年～2025年、常任理事、総務委員長。2021年、理事、総務副委員長。2017～2020年、ミッションフェロー。2020～2021年、光回路実装技術委員会委員長、光回路実装技術研究会主査。2016～2019年、光回路実装技術委員会副委員長、光回路実装技術研究会幹事。電子情報通信学会 シニア会員。2024～2025年、同会光エレクトロニクス研究専門委員会幹事。Optica (formerly OSA) Fellow。OFC (Optical Fiber Communication Conference) 2026 D3 Subcommittee Chair、2024-2025 DZ subcommittee Member、2020-2022 D1 Subcommittee Member。IEEE Senior Member。IEEE EPS (Electronics Packaging Society) Japan Chapter運営委員。IEEE ECTC (Electronic Components and Technology Conference) Photonics Subcommittee Member。IEEE OIP (Optical Interconnects and Packaging) Conference Organizing Committee Member。ICSJ (IEEE CPMT Symposium Japan) 2022-2026 Promotion Chair、ICSJ2020-2021 General Chair、ICSJ2019 Vice Chair、ICSJ2016-2018 Program Chair、ICSJ2015 Communication Chair。OIF (Optical Internetworking Forum及びIOWN (Innovative Optical Wireless Networks) Global ForumのMember。

セミナー趣旨

データセンタネットワークに用いられるネットワークスイッチの容量は約2年で倍に増大している。さらに、人工知能(AI: Artificial Intelligence)、機械学習(ML: Machine Learning)、HPC(High Performance Computing)にけん引され、データセンタのコンピューティングネットワークの伝送容量も急激に増大している。AIデータセンタの情報処理を行うxPU、スイッチＡＳＩＣ等の電子集積デバイスの高性能化に伴い、デバイス及びシステムの消費電力が上昇し、さらにそれによる熱の発生が懸念されている、AIデータセンタにおける光リンクの消費電力比率は右肩上がりに上昇することが予想されており、光リンクの省電力化が強く求められている。それ故、広帯域化と省電力化を両立するために、光インターコネクトの実装形態が変化してきた。

　現在、電子集積デバイスと小型光トランシーバを1枚の基板上で実装するCPO (Co-Packaged Optics)が注目されており、従来のプラガブル光トランシーバ用いた実装形態から光リンクパワーを1/5にすることが目標とされている、CPOは、光電融合技術の第一段階と定義されており、今後の技術革新に向けて重要な技術である。

　本セミナーでは、データセンタにおける技術動向、光インターコネクトの実装形態及び技術について解説し、シリコンフォトニクス、VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser/垂直共振器型面発光レーザー)、光トランシーバ、外部光源の技術動向について解説する。また、次世代データセンタにおける光電融合技術について展望する。

セミナー講演内容

１．はじめに
　1.1 データセンタネットワークの技術トレンド
　1.2 AIデータセンタネットワーク
　1.3 光トランシーバの市場予測

２．光インターコネクトの実装形態

３．ボードエッジ実装
　3.1 プラガブル光トランシーバ
　3.2 プラガブル光トランシーバの実装技術
　3.3 最大伝送容量の検討
　3.4 広帯域化のアプローチ
　3.5 省電力化のアプローチ

４．On-Board Optics (OBO)
　4.1 OBOトランシーバ
　4.2 Consortium for On-Board Optics (COBO)

５．Co-Packaged Optics (CPO)
　5.1 CPOの実装形態
　5.2 CPO光トランシーバ
　5.3 外部光源
　5.4 冷却システム

６．光電融合技術の進展
　6.1 光電融合の技術ロードマップ
　6.2 最新技術動向

７．まとめ

８．質疑応答