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인공지능(AI), 머신러닝, 고성능 컴퓨팅과 같은 데이터 집약적인 애플리케이션의 급속한 발전은 높은 대역폭, 낮은 지연 시간, 그리고 에너지 효율성을 제공하는 혁신적인 네트워킹 솔루션을 요구합니다. 광 회선 교환(OCS)은 데이터 센터 및 AI 클러스터 내에서 이러한 요구를 충족하는 데 가장 적합한 솔루션입니다. OCP 커뮤니티는 OCP 네트워킹 프로젝트 내에 OCS 하위 프로젝트를 설립하여 OCS 도입을 가속화하고 최신 네트워크 아키텍처와의 원활한 통합을 보장합니다.
OCS 하위 프로젝트의 목표는 차세대 네트워킹을 위한 개방적이고 확장 가능하며 효율적인 솔루션으로서 광 회선 교환 (OCS)을 표준화하고 발전시키는 것입니다 . 개방형 사양을 개발하고, OCS를 소프트웨어 정의 네트워킹(SDN)과 통합하며, 상호 운용성을 증진함으로써, OCS는 데이터 센터, AI 클러스터 등 다양한 환경에서 OCS의 잠재력을 최대한 발휘할 수 있도록 지원합니다. 이는 개방성, 확장성, 효율성, 그리고 커뮤니티 중심 혁신이라는 OCP 비전에 부합합니다.
산업에서 요구하는 광 회로 스위칭(OCS) 기술
하이퍼스케일 혁신을 모두에게 제공하는 비영리 단체인 오픈 컴퓨트 프로젝트 재단(OCP)은 새로운 광 회로 스위칭(OCS) 하위 프로젝트 설립을 발표했습니다. OCS 하위 프로젝트는 인공지능과 같은 데이터 집약적인 애플리케이션에서 증가하는 연결 수요를 충족하기 위해 개방형 OCS 기술 간의 협업을 촉진할 것입니다. 이 프로젝트는 OCP 회원사인 iPronics와 Lumentum의 자원봉사자들이 공동으로 주도하며, 초기 참여자로는 Coherent, Google, Lumotive, Microsoft, nEye, NVIDIA, Oriole Networks, POLATIS(HUBER+SUHNER) 등이 있습니다.
"기존 전기 스위칭과 달리 OCS는 광자 기술을 활용하여 데이터를 광으로 라우팅하여 전력 소비를 줄이고 대규모 AI 워크로드의 안정성을 향상시킵니다. AI 클러스터가 생성 AI 및 대규모 언어 모델(LLM)의 계산 요구 사항을 충족하도록 확장됨에 따라, OCS는 필요한 대규모 데이터 처리량을 처리할 수 있는 확장 가능하고 지속 가능한 솔루션을 제공하여 모든 네트워킹 프로토콜과의 원활한 통합을 보장하는 동시에 동일한 소프트웨어 정의 네트워킹 API 및 관리 프레임워크를 지원합니다."라고 Lumentum의 스위칭 부문 총괄 매니저인 Peter Roorda는 말했습니다.
"AI 데이터 센터와 최신 인프라는 다양한 워크로드와 지역에 맞게 조정된 전자 및 하이브리드 광전자 상호 연결을 혼합하여 사용합니다. 이 툴박스에 소형의 빠른 재구성이 가능한 광 회로 스위치를 추가하면 리소스 최적화가 강화되어 성능이 향상되고 비용이 절감됩니다. 오픈 컴퓨트 프로젝트는 접근성을 민주화하고 변화하는 시장 요구를 충족하며 컴퓨팅의 미래를 형성하는 개방적이고 확장 가능한 솔루션 개발을 촉진할 수 있는 특별한 기회를 제공합니다."라고 iPronics의 공동 창립자 겸 CTO인 다니엘 페레스-로페스는 말했습니다.
"Google은 탁월한 성능과 총소유비용(TCO)을 위해 TPU 시스템 내에서 Project Apollo 이니셔티브를 통해 Jupiter/AI 네트워크 아키텍처의 일부로 데이터 센터에서 광 회로 스위칭(OCS) 기술을 광범위하게 사용하고 있습니다. Google은 OCP 업계 전문가들과 협력하여 소프트웨어 인터페이스(gNMI, gNOI, gNSI 및 OpenConfig 기반)를 정의하게 되어 기쁘게 생각합니다. 이를 통해 OCS 기술이 상호운용 가능한 방식으로 생태계 전반에 걸쳐 확장될 수 있도록 지원합니다."라고 Google Cloud의 수석 엔지니어인 우라타 료헤이는 말했습니다.
OCS 하위 프로젝트는 2025년 8월 5일과 6일 대만 타이베이에서 개최되는 OCP APAC Summit에서 처음으로 발표될 예정입니다. 이는 OCP와 IOWN Global Forum이 공동 주최하는 광통신 네트워크(Optical Communication Networks) 브레이크아웃 트랙에서 진행될 예정입니다.
IOWN 글로벌 포럼 회원들은 OCP OCS 하위 프로젝트 출범을 매우 기쁘게 생각합니다. 광 인프라는 고대역폭, 저지연성, 에너지 효율적인 데이터 전송을 구현할 뿐만 아니라 인프라 수명을 연장하고 지속가능성에 기여합니다. 이를 위해서는 제품 구현자, 소프트웨어 개발자, 그리고 채택자로 구성된 강력한 생태계가 필요합니다. OCP는 이러한 생태계를 구축하는 데 있어 강력한 파트너가 될 것입니다."라고 IOWN 글로벌 포럼 기술 WG 의장인 마사히사 카와시마는 말했습니다.
(a) 광 회로 교환(OCS) 네트워크. (b) 전자 패킷 교환(예: 이더넷) 네트워크
광 회로 스위칭 기술 응용
포토닉스가 AI 데이터 센터의 대안으로 주목받고 있습니다. 그 결과, 주요 벤더부터 미래지향적인 스타트업에 이르기까지 다양한 기업들이 이 분야에 혁신을 일으키고 있습니다. 몇 가지 흥미로운 사례를 소개합니다.
3월 말, iPronics는 실리콘 포토닉스 기반 최초의 광 회로 스위치(OCS) 제품인 ONE-32 출시를 발표했습니다. 광 회로 스위칭은 광 신호를 사용하여 엔드포인트 간 직접 통신 경로를 설정하므로 광-전기-광 변환이 필요 없고 지연 시간과 전력 소비가 줄어듭니다.
iPronics는 CMOS(상보형 금속 산화막 반도체) 실리콘 포토닉스 플랫폼을 활용하는 ONE-32가 스위치 전력 소비를 최대 50%까지 절감할 수 있다고 밝혔습니다. iPronics 최고경영자(CEO) 크리스찬 듀퐁은 ONE-32가 "데이터 센터를 위한 광 네트워킹의 잠재력을 최대한 발휘할 것"이라고 말했습니다.
같은 주, 루멘텀(Lumentum)은 자사의 R300 OCS가 '다수의 하이퍼스케일 고객사'에서 샘플링되고 있다고 발표했습니다. R300은 MEMS(미세전자기계시스템) 광 스위칭 기술을 기반으로 하며, 루멘텀은 이 제품이 'AI 데이터센터 확장성을 향상시키는 혁신적인 광 솔루션 포트폴리오'에 추가된다고 밝혔습니다.
한편, 엔비디아는 실리콘 포토닉스를 자사의 퀀텀(Quantum) 및 스펙트럼(Spectrum) 스위치 IC에 직접 통합함으로써 '새로운 지평을 열었다'고 밝혔습니다. 코패키지드 실리콘 포토닉스(co-packaged silicon photonics)라고 불리는 엔비디아의 실리콘 포토닉스 스위치 시스템은 기존의 플러그형 광 트랜시버보다 전력 소비량이 3.5배 낮고, 지연 시간이 짧으며, 네트워크 복원력이 '획기적으로' 향상되었습니다. "효율과 성능이 만나는 새로운 시대의 서막입니다. AI 혁신을 가속화하고 미래 세대를 위한 데이터센터 환경을 재편할 것입니다."라고 회사는 비전을 발표했습니다. 이 비전은 실리콘 제조에 대한 업계의 지속적인 논의와 일치하며, 2025년 9월 24일부터 25일까지 Microelectronics UK에서 전문가들이 이러한 새로운 가능성을 심도 있게 논의할 예정인 강연도 포함됩니다.
iPronics 출시와 같은 날, Lightmatter는 두 가지를 발표했습니다. Passage M1000과 L200의 출시입니다. 차세대 XPU(다양한 아키텍처를 포함하는 처리 장치)와 스위치용으로 설계된 이 제품은 광학 장치와 전자 장치를 통합하여 데이터 네트워크의 전력을 절감하고 대역폭을 늘리는 공동 패키징된 광학 장치의 필수 요소를 제공합니다
. Cignal AI의 설립자이자 총괄 분석가인 앤드류 슈미트는 "AI 데이터센터 상호 연결은 대역폭 및 전력 문제가 증가하는 데 직면해 있습니다."라고 말했습니다. "XPU와 스위치에 광학 장치를 직접 통합하는 공동 패키징된 광학 장치는 필연적인 해결책입니다."
3월 말, iPronics는 실리콘 포토닉스 기반 최초의 광 회로 스위치(OCS) 제품인 ONE-32 출시를 발표했습니다. 광 회로 스위칭은 광 신호를 사용하여 엔드포인트 간 직접 통신 경로를 설정하므로 광-전기-광 변환이 필요 없고 지연 시간과 전력 소비가 줄어듭니다.
iPronics는 CMOS(상보형 금속 산화막 반도체) 실리콘 포토닉스 플랫폼을 활용하는 ONE-32가 스위치 전력 소비를 최대 50%까지 절감할 수 있다고 밝혔습니다. iPronics 최고경영자(CEO) 크리스찬 듀퐁은 ONE-32가 "데이터 센터를 위한 광 네트워킹의 잠재력을 최대한 발휘할 것"이라고 말했습니다.
같은 주, 루멘텀(Lumentum)은 자사의 R300 OCS가 '다수의 하이퍼스케일 고객사'에서 샘플링되고 있다고 발표했습니다. R300은 MEMS(미세전자기계시스템) 광 스위칭 기술을 기반으로 하며, 루멘텀은 이 제품이 'AI 데이터센터 확장성을 향상시키는 혁신적인 광 솔루션 포트폴리오'에 추가된다고 밝혔습니다.
한편, 엔비디아는 실리콘 포토닉스를 자사의 퀀텀(Quantum) 및 스펙트럼(Spectrum) 스위치 IC에 직접 통합함으로써 '새로운 지평을 열었다'고 밝혔습니다. 코패키지드 실리콘 포토닉스(co-packaged silicon photonics)라고 불리는 엔비디아의 실리콘 포토닉스 스위치 시스템은 기존의 플러그형 광 트랜시버보다 전력 소비량이 3.5배 낮고, 지연 시간이 짧으며, 네트워크 복원력이 '획기적으로' 향상되었습니다. "효율과 성능이 만나는 새로운 시대의 서막입니다. AI 혁신을 가속화하고 미래 세대를 위한 데이터센터 환경을 재편할 것입니다."라고 회사는 비전을 발표했습니다. 이 비전은 실리콘 제조에 대한 업계의 지속적인 논의와 일치하며, 2025년 9월 24일부터 25일까지 Microelectronics UK에서 전문가들이 이러한 새로운 가능성을 심도 있게 논의할 예정인 강연도 포함됩니다.
iPronics 출시와 같은 날, Lightmatter는 두 가지를 발표했습니다. Passage M1000과 L200의 출시입니다. 차세대 XPU(다양한 아키텍처를 포함하는 처리 장치)와 스위치용으로 설계된 이 제품은 광학 장치와 전자 장치를 통합하여 데이터 네트워크의 전력을 절감하고 대역폭을 늘리는 공동 패키징된 광학 장치의 필수 요소를 제공합니다
. Cignal AI의 설립자이자 총괄 분석가인 앤드류 슈미트는 "AI 데이터센터 상호 연결은 대역폭 및 전력 문제가 증가하는 데 직면해 있습니다."라고 말했습니다. "XPU와 스위치에 광학 장치를 직접 통합하는 공동 패키징된 광학 장치는 필연적인 해결책입니다."
OCS와 기존 기술의 관계
OCS의 핵심 구성 요소
광 스위치: 광 스위치는 OCS의 핵심입니다. 광 신호를 전기 신호로 변환하지 않고 한 포트에서 다른 포트로 전송할 수 있는 장치입니다. 광 스위치에는 MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems) 스위치 , 액정 스위치, 열광 스위치 등 다양한 유형이 있습니다. 각 유형은 고유한 장점을 가지고 있으며 네트워크의 특정 요구 사항에 따라 선택됩니다.
파장 분할 다중화(WDM): WDM은 서로 다른 파장의 빛을 사용하여 여러 광 신호를 단일 광섬유로 다중화하는 기술입니다. 이를 통해 단일 광섬유를 통해 여러 데이터 스트림을 동시에 전송할 수 있어 네트워크 용량을 크게 증가시킵니다.
광 증폭기: 광 증폭기는 네트워크를 통과하는 광 신호의 강도를 높이는 데 사용됩니다. 이는 장거리 신호 무결성을 유지하고 데이터가 품질 저하 없이 목적지에 도달하도록 하는 데 필수적입니다.
파이버마트는 민간 기업, 기업, 통신사, 인터넷 서비스 제공업체(ISP), 네트워크 공급업체를 위한 광섬유 연결 제품 및 서비스의 연구, 개발, 설계 및 제조에 중점을 두고 있습니다. 당사는 고성능과 혁신을 추구하며, 최신 기술 및 하드웨어 지원을 제공하기 위해 끊임없이 발전하고 있습니다.
OCS의 장점
낮은 지연 시간: OCS는 OEO 변환을 제거함으로써 데이터 전송과 관련된 지연 시간을 줄여 실시간 데이터 처리가 필요한 애플리케이션에 이상적입니다.
고대역폭: OCS는 고대역폭 데이터 스트림을 효율적으로 처리할 수 있으므로 비디오 스트리밍, 클라우드 컴퓨팅, 데이터 센터 상호 연결과 같은 애플리케이션에 적합합니다.
에너지 효율: OCS는 전력 소모가 큰 OEO 변환이 필요 없으므로 전자 스위칭에 비해 전력 소비량이 적습니다. 따라서 네트워크 운영자에게 친환경적인 옵션입니다.
확장성: OCS 네트워크는 광 스위치와 광섬유를 추가하여 증가하는 데이터 트래픽을 수용하도록 쉽게 확장할 수 있습니다. 이러한 확장성은 현대 네트워크의 증가하는 수요를 충족하는 데 필수적입니다.
요약
광 회선 교환(OCS)은 광 네트워크의 성능과 효율성을 향상시키는 혁신적인 기술입니다. 광 회선의 동적 재구성을 통해 OCS는 지연 시간을 줄이고 에너지를 절약하며 고대역폭 데이터 전송을 지원합니다. 더 빠르고 효율적인 네트워크에 대한 수요가 계속 증가함에 따라 OCS는 통신의 미래를 형성하는 데 중요한 역할을 할 것입니다.
(Open Computer Project, MICROELECTRONICS UK, Fibermart 주최, Fiber-Mart.com 출처)
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