次世代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開発動向

データセンタにおける伝送容量は。人工知能(AI: Artificial Intelligence)、機械学習(ML: Machine Learning)、HPC(High Performance Computing)にけん引され、著しく増大しており、2年で35倍になっていると報告されている。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2年で倍になる傾向を示してきたが、これを大きく上回っている。

次世代のデータセンタを実現する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。次世代の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両立するために、光インターコネクトの実装形態が検討されてきた。

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、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。

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/ML/HPCの技術トレンド

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

４．On-Board Optics (OBO)
　4.1 OBOトランシーバ
　4.2 OBOトランシーバを用いたスイッチサーバ
　4.3 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

古河電気工業(株) フォトニクス研究所・主幹研究員 / 光電融合技術開発部長　那須 秀行 氏

[略歴・その他活動など]
　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、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。Optica (formerly OSA) Fellow。OFC (Optical Fiber Communication Conference) 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) 2024 Photonics Subcommittee Member。IEEE Photonics Society Summer Topical Meeting 2024 Topical Co-Chair。ICSJ (IEEE CPMT Symposium Japan) 2022-2024 Promotion Chair、ICSJ2020-2021 General Chair、ICSJ2019 Vice Chair、ICSJ2016-2018 Program Chair、ICSJ2015 Communication Chair。電子情報通信学会 シニア会員、同会光エレクトロニクス研究専門委員会幹事。OIF (Optical Internetworking Forum及びIOWN (Innovative Optical Wireless Networks) Global ForumのMember。