O co-encapsulamento do mecanismo óptico com o ASIC de comutação pode ser uma alternativa aos transceptores ópticos conectáveis em grandes data centers. As conexões conectáveis foram introduzidas pela primeira vez nas redes corporativas duas décadas atrás; agora, tornou-se uma solução onipresente para conectividade óptica em uma variedade de aplicativos de rede. Na última década, foram enviados mais de 1 bilhão de transceptores conectáveis, mais de 500 milhões deles para os mercados FTTH ou FTTx e mais de 10 milhões para conexões em grandes data centers operados por empresas. Atualmente, para reduzir o consumo de energia dos comutadores Ethernet da próxima geração, a indústria começou a procurar alternativas conectáveis.
O Facebook e a Microsoft formaram recentemente um grupo colaborativo chamado Co-Packaged Optics (CPO). O objetivo do grupo CPO é "fornecer orientação aos fornecedores no design e fabricação de dispositivos ópticos co-embalados usando elementos de design comuns". Os principais fornecedores ASIC de comutação também estão investindo no desenvolvimento dessas novas soluções. Haverá muitos desafios técnicos para atingir esse objetivo, mas se tudo der certo, a demanda por transceptores conectáveis das cinco principais empresas de computação em nuvem começará a diminuir em 2027-2028.
A previsão foi feita para um estudo encomendado pelo projeto ARPA-E ENLITENED. O projeto está financiando o desenvolvimento da próxima geração de tecnologia de conexão óptica e comutação, com o objetivo de reduzir o consumo de energia dos comutadores de data center em um décimo.
A IBM é uma das poucas empresas a receber a segunda fase do financiamento do ARPA-E este ano. A IBM foi a primeira empresa a empacotar um mecanismo óptico com um ASIC de troca como parte de um programa de supercomputador financiado pela DARPA de 2004 a 2008. Atualmente, a IBM está desenvolvendo dispositivos ópticos co-empacotados de baixo consumo de energia com base no array VCSEL para o ENLITENED projeto, incluindo o VCSEL de comprimento de onda duplo para a fase ii do programa. Outras equipes financiadas pelo ARPA-E planejam usar fotônica de silício.
O CPO quer eliminar o consumo de energia de acionar alguns centímetros de fio de cobre conectado a um ASIC de comutação central de PCB e conectado a um transceptor óptico de painel ou borda de PCB. O pacote co-usa uma interface SerDes mais simples que não apenas consome menos energia, mas também reduz a latência.
O desenvolvimento de novas tecnologias para chips ópticos deve superar muitos desafios de engenharia. As projeções da LC são baseadas no pressuposto de que todos esses desafios podem ser enfrentados antes que a demanda inicial por esses produtos surja em 2023-2024, mas alcançar esse objetivo ainda depende dos esforços dos engenheiros.
