フォトニック集積回路データセンターに大きな変化を引き起こしています。データセンターは現在、あまり古くない電子システムを使用しています。彼らはより速い速度のために光学ソリューションを選んでいます。これらの新しいシステムはまた、より少ないエネルギーを使用する。企業は現在、より多くのデータを持っています。彼らは強力でより大きなつながりを必要としています。PICはこれらのニーズに役立ちます。また、物事がどれだけうまく機能するかについて新しいルールを作成します。

重要なポイント

• フォトニック集積回路は、光を使用してデータをすばやく移動します。また、古い電子システムに比べてエネルギーを節約します。シリコンフォトニクスは、データセンターがより小さく、より高速な接続を行うのに役立ちます。これらの接続はより信頼性が高く、より少ない電力を使用します。PICは、より多くの接続を簡単に追加することで、データセンターの成長を支援します。彼らは大きな変更や余分なスペースを必要としません。PICへの切り替えには、多くの費用がかかり、困難になる可能性があります。慎重な計画と新しいテクノロジーがこれらの問題を解決できます。PICの市場は非常に急速に成長しています。新しい材料とデザインにより、データセンターはより良く、より速く機能します。

データセンターのフォトニック集積回路

PICsとは

フォトニック集積回路 (PIC) は、光を使用して情報を送信および処理します。これらの回路は、レーザー、変調器、検出器などの多くの光学部品を1つのチップに配置します。データセンターは、PICを使用して、古い電子回路よりも高速にデータを移動します。電気の代わりに光を使用すると、エネルギーを節約し、物事を涼しく保ちます。多くの企業は、より多くのデータを移動する必要があるため、PICを選択します。

シリコンフォトニクス

シリコンフォトニクスは、フォトニック集積回路にとって重要な技術です。エレクトロニクスで一般的なシリコンを使用して、光学デバイスを作成します。これにより、データセンターはより小さく、より高速に機能する接続を構築できます。新しい改良により、シリコンフォトニクスがさらに有用になりました。たとえば、コパッケージされたシリコンフォトニクスは、古いトランシーバーよりも少ない電力を使用できます。光トランシーバをスイッチチップの近くに置くと、信号経路が短くなります。これにより、レイテンシが低下し、信号がより明確になります。部品が少ないということは、物事が壊れる頻度が少ないことを意味するため、アップタイムが良くなります。以下の表は、これらの改善点の一部を示しています。

光学対电子スイッチング

古いデータセンターは、電子スイッチを使用してデータを移動します。これらのスイッチは電気を使用しているため、大量のデータがあると遅くなる可能性があります。フォトニック集積回路は、代わりに光スイッチを使用します。光スイッチは光を使用しますが、これはより速く、熱をあまり発生させません。これにより、データセンターはより多くのデータをより高速に移動できます。光スイッチングは、データセンターの将来の成長にも役立つため、必要に応じてより多くのデータを処理できます。

PICのメリット

速度と帯域幅

フォトニック集積回路データセンターがデータを非常に高速に移動するのに役立ちます。彼らは情報を送るために光を使います、そしてそれはワイヤーの電気よりはるかに速いです。現在、多くの企業がこれらの回路を使用して、毎秒400ギガビット以上の速度を取得しています。たとえば、Googleはデータセンターでこのテクノロジーを使用してサーバーを高速に接続しています。この迅速な接続により、Webサイトがすばやく読み込まれ、人々は待たずにビデオを見ることができます。

注:光信号でPICsより多くのデータがネットワークを移動するときに遅くしないでください。つまり、データセンターは忙しい時間を処理しながら速度を維持できます。

エネルギー効率

データセンターは、機器を稼働させて冷却するために多くの電力を必要とします。フォトニック集積回路彼らは電子回路ほど多くの熱を作らないので、より少ないエネルギーを使用します。データセンターがより少ない電力を使用すると、お金を節約し、地球を助けます。マイクロソフトは、クラウドデータセンターでシリコンフォトニクスを試しました。結果は、送信されるデータの各ビットのエネルギー使用量の大幅な減少を示しました。これはまた部屋をより涼しくしたので、エアコンはそれほど一生懸命働く必要はありませんでした。

• 低エネルギー使用手段:

  • 電気代が小さい

  • サーバールームの熱が少ない

  • 必要な冷却ファンが少ない

スケーラビリティ

より多くの人々がインターネットを使用するにつれて、データセンターは成長する必要があります。フォトニック集積回路すべてを変更せずに接続を追加しやすくします。これらの回路は1つのチップに多くの光学部品を配置するため、データセンターは小さなスペースでより多くのリンクを追加できます。アマゾンウェブサービスは、フォトニックチップを使用して何千ものサーバーを接続します。この設定により、より多くの顧客が参加したときに新しいサーバーを迅速に追加できます。

ヒント:使用するデータセンターPICsより速く成長し、減速することなくより多くのユーザーを助けることができます。

課題

製造

データセンターにとって、フォトニック集積回路の作成は困難です。このプロセスには、新しいテクノロジーと慎重な作業が必要です。各ステップは細心の注意を払って行わなければなりません。企業はいくつかの大きな問題に直面しています。

• フォトニック部品を作るには多くのステップと特別な機械が必要ですを使用します。

• フォトニックデバイスと古い電子システムを組み合わせるのは難しいです。

• エンジニアは部品を適切に並べて設定する必要があり、時間とコストがかかります。

• フォトニックエンジニアリングを知っている労働者は十分ではありません。

これらのことは、企業がPICを作成する速度を遅くします。彼らが急速に成長することも困難です。データセンターは、これらの問題を解決するためのトレーニングと新しいツールにお金を費やす必要があります。

統合

PICを今日のデータセンターに入れるのはまだ難しいです。多くのデータセンターは古い電子システムを使用しています。フォトニック回路を追加すると、ネットワークを変更することがよくあります。エンジニアは新しい光学部品が古いハードウェアで動作することを確認する必要があります。物事が一致しない場合、それは遅延を引き起こし、より多くのお金を要する可能性があります。チームは、問題を阻止するために新しいシステムをたくさんテストする必要があります。このため、フォトニック技術への切り替えには計画よりも時間がかかる可能性があります。

注:適切な計画と遅いアップグレードは、新しいシステムを追加する際のリスクを軽減するのに役立ちます。

コスト

データセンターでのフォトニック集積回路の使用最初はたくさんの費用がかかりますを使用します。企業は新しい機械を購入し、熟練労働者を雇わなければなりません。最初はかなりの費用がかかりますが、PICは後でお金を節約するのに役立ちます。以前と同じように、部品が多い場合は建築製品を安くすることができます。より小さなサイズ、より強力なビルド、およびより近い部品は、量子コンピューティングや高周波回路などの新しい用途に役立ちます。時間が経つにつれて、これらの良いことは最初の大きなコストのバランスを取るのに役立ちます。

将来のトレンド

市場の成長

フォトニック集積回路の市場はますます大きくなっています。企業は、より速く、より少ないエネルギーを使用するデータセンターを望んでいます。専門家は、PIC市場は2025年から2030年まで毎年10.8%を使用します。データセンターはこの市場の最大の部分です。アジア太平洋地域では、多くの新しいデータセンターが建設されているため、急速に成長しています。以下の表は、重要な成長数と事実を示しています。

📈より良い速度とより低いエネルギー使用を望んでいるため、より多くの企業がPICを使用しています。

新しい材料

科学者たちは、PICをより良くするための新しい材料を探しています。シリコンは、今日のチップツールでうまく機能するため、依然として多く使用されています。しかし、リン化インジウムや窒化ケイ素などの他の材料がより一般的になっています。これらの新しい材料は、チップがより多くのデータを移動し、より少ない電力を使用するのに役立ちます。また、チップに新しいレーザーと検出器を搭載させます。これらの資料の作成が容易になると、データセンターはより高速で信頼性の高い接続を得ることができます。

データセンターの進化

NVIDIAやTSMCのようなビッグデータセンター企業は、システムを変更しています。現在、ネットワークの中心でフォトニック集積回路を使用しています。それらは、より遅く、エネルギーを浪費する銅線から遠ざかっています。ビッグテクノロジーイベントでは、企業はシリコンフォトニクスとより優れたパッケージングを備えた新しいシステムを披露します。これらの変更により、光学系がネットワークの主要部分になります。オペレーターは、サーバーとスイッチをリンクするために、共同パッケージ化および共同統合光学系を使用します。これは、大規模なAIトレーニングと高速クラウドサービスに役立ちます。

フォトニック統合を使用するデータセンターは、「全光学時代、「光がネットワークをより速く、より効率的にする場所。

フォトニック集積回路は、データセンターを新しい方法で機能させました。データセンターが情報をより速く送信するのに役立ちます。彼らはまた、より少ないエネルギーを使用し、大きくなることを簡単にします。企業には、高価格やハードセットアップなどの問題があります。科学者は答えを見つけ、より強力なネットワークを構築するために取り組んでいます。

今日フォトニックテクノロジーを使用するデータセンターは、後で先になります。

よくある質問

フォトニック集積回路が従来の電子回路と異なる理由は何ですか?

フォトニック集積回路は、光を使用してデータを送信します。従来の回路は光の代わりに電気を使用します。光は電気よりも速く動き、熱を少なくします。これにより、データセンターの稼働が改善され、電力の使用量が少なくなります。

既存のデータセンターをPICに簡単にアップグレードできますか?

ほとんどのデータセンターでは、PICを追加する計画が必要です。エンジニアは、新しい光学部品が古いシステムに適合するかどうかを確認する必要があります。アップグレードには、多くの場合、新しいツールと多くのテストが必要です。

PICはエネルギーコストの削減にどのように役立ちますか?

光はあまり熱を発生しないため、PICsはより少ない電力を使用します。データセンターは、電力と冷却にお金を節約します。より少ないエネルギーを使用することは、地球にとっても良いことです。

PICは大規模データセンターで信頼できますか?

はい、PICsはよく働き、非常に信頼できます。彼らはより少ない可動部品を持っているので、彼らはより少ない頻繁に壊れます。多くの大企業は、メインネットワークにPICを使用しています。

PICテクノロジーから最も恩恵を受ける業界は何ですか?

データセンター、クラウドコンピューティング、および電気通信は、PICを最も多く使用しています。これらのグループには、高速で強力な省エネ接続が必要です。