광학 대비 전력 소비량은 1/3이지만 비용은 1/3 더 많이 듭니다
랙 규모(rack-scale) AI 시스템의 성능을 위해서는 스케일업(scale-up) 연결성이 매우 중요한 요소입니다. 그러나 구리 와이어를 이용해 이러한 상호 연결에 높은 대역폭과 낮은 지연 시간을 구현하는 것은 세대가 거듭될수록 점점 더 어려워지고 있습니다. 광학 상호 연결이 대안으로 제시되기도 하지만, 이는 과할 수 있다는 지적에 따라, 스타트업 Point2와 AttoTude는 밀리미터파 및 테라헤르츠 주파수 대역에서 작동하는 전파 기반 상호 연결 기술을 제안했습니다. 이 기술들은 표준 플러그형 커넥터를 사용하는 기존 시스템과 연결되는 도파관을 통해 데이터를 전송한다고 IEEE Spectrum이 보도했습니다.
Point2의 구현 방식은 'e-Tube' 도파관 8개로 구성된 자사 개발 '액티브 라디오 케이블(active radio cable)'을 사용합니다. 각 도파관은 90 GHz와 225 GHz의 두 주파수를 이용해 데이터를 전송하며, 양쪽 끝에 장착된 플러그인 모듈은 디지털 신호를 변조된 밀리미터파 라디오 신호로 변환하고 다시 복원합니다. 완전한 케이블은 1.6 Tb/s의 데이터를 전송할 수 있으며, 크기는 8.1mm에 불과하여 유사한 능동 구리 케이블의 절반 정도의 부피를 차지합니다. 또한, 스케일업 연결에 충분한 7m에 달하는 길이도 구현할 수 있습니다. Point2에 따르면, 이 설계는 광학 링크 대비 약 3분의 1의 전력을 소모하고, 비용 역시 약 3분의 1 수준이며, 지연 시간은 1/100 수준으로 추가됩니다.
Point2 접근 방식의 주목할 만한 강점 중 하나는 기술적 성숙도입니다. 사용되는 라디오 트랜시버는 잘 알려진 반도체 제조 공정(fabrication processes)을 이용하여 표준 반도체 생산 시설에서 제작할 수 있으며, 회사는 이미 한국과학기술원(KAIST)과의 협력을 통해 28nm 칩으로 이 접근법을 성공적으로 시연한 바 있습니다. 또한, 파트너사인 Molex와 Foxconn Interconnect Technology는 특수 케이블이 대대적인 설비 변경 없이 기존 생산 라인에서 생산 가능함을 입증했습니다.
AI 구축의 빅데이터 병목 현상을 해결하기 위해 광학 상호 연결 거대 기업들이 연합하여 동맹을 결성하다
광학 장치가 빛을 통해 최대 25 Gbps의 속도로 데이터를, 최대 25km 범위까지 초저지연으로 전송하다
AttoTude는 이와 유사한 개념을 훨씬 더 높은 주파수에서 추구합니다. 이 시스템은 디지털 인터페이스, 테라헤르츠 신호 발생기(terahertz signal generator), 그리고 믹서(mixer)를 결합하여 300 GHz에서 3,000 GHz 사이의 캐리어에 데이터를 인코딩한 후, 이 신호를 좁은 유전체 도파관(dielectric waveguide)으로 주입합니다. 초기 버전에서는 속이 빈 구리 튜브를 사용했으나, 후기 세대는 가로 약 200마이크로미터의 광섬유를 사용하며, 손실은 미터당 0.3dB라는 낮은 수준을 유지합니다(구리보다 현저히 낮음). 이 회사는 970 GHz에서 4m에 걸쳐 224 Gb/s 전송을 입증했으며, 약 20m에 달하는 실현 가능한 통신 거리를 예상하고 있습니다.
두 회사 모두 케이블 대신 도파관을 채택한 이유는 밀리미터파 및 테라헤르츠 주파수 대역에서는 케이블이 사실상 작동하지 않기 때문입니다. 매우 높은 데이터 전송률에서도 구리 케이블이 신호를 전달할 수는 있으나, 이를 위해서는 두껍고, 짧고, 전력 소모가 더욱 커지는 문제가 발생합니다. 게다가, 손실과 지터가 급격히 증가하면서 링크 예산(link budget)이 붕괴되어 안정적인 전송이 불가능하므로 이러한 응용 분야에는 케이블 사용이 어렵습니다. 반면, 도파관은 생소한 기술이 아니며, 테라비트/s급 대역폭의 상호 연결을 위한 몇 안 되는 유효한 대안 중 하나입니다.
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