NVIDIA Quantum X800 Q3450 LD 光子交換器技術架構

☘️ Article

✍️ Abstract

NVIDIA Quantum-X800 Q3450-LD 光子交換器技術架構

• Quantum-3 ASIC 效能：每台交換器配置 4 顆 Quantum-3 ASIC 晶片，單顆晶片頻寬達 28.8 Tb/s，整機總吞吐量高達 115.2 Tb/s。
• 矽光子引擎技術：單台設備包含 18 個矽光子引擎，結合 200 Gb/s 的微環調製器，單一引擎可提供 1.6 Tb/s 的傳輸能力，並採用 3D 堆疊的電子集成電路與光子集成電路架構。
• 光學組件配置：全機共有 6 個光學次組合件，每個組合件包含 3 個引擎；物理連接方面，配置了 324 個連接器，每個光學引擎對應 28 條光纖。
• 外部雷射源設計：採用 External Laser Sources (ELS) 設計，於交換器前板配置 18 個雷射源，將光源與矽光子晶片分離。

專有名詞

• ASIC：全稱為特殊應用積體電路，是為了特定用途 (如高速網路交換) 而設計的積體電路，比通用型晶片更具效率且功耗較低。
• 矽光子：一種將光學元件 (如雷射、調製器、探測器) 與電子元件整合在矽晶圓上的技術，能大幅提升資料傳輸速度、縮小體積並降低能耗。
• 微環調製器：一種利用微型環狀結構的諧振特性來調製光信號的元件，具有體積極小、超高頻寬與低驅動電壓的優點。
• 吞吐量：指單位時間內網路設備能夠處理或傳輸的數據總量，是衡量交換器性能的核心指標。
• EIC/PIC：EIC 為電子集成電路，負責處理電訊號；PIC 為光子集成電路，負責處理光訊號。兩者透過 3D 堆疊封裝可縮短路徑，減少延遲與信號損耗。
• 外部雷射源：指將雷射光源獨立於光學引擎之外的設計，能避免雷射受半導體高溫影響，並方便在雷射故障時進行更換與維護。