Die Nachfrage nach AIDC-Hochgeschwindigkeitsverbindungen ist unersättlich. Wird OCS die nächste Lösung sein?

Wenn die Datenmenge exponentiell wächst, hat OCS als ganzoptische Schaltlösung das Potenzial, die nächste Ära der Photonenkommunikation zu leiten.

Gerade im vergangenen Monat hat Jensen Huang, der Gründer von NVIDIA, lebhaft eine solche Vision skizziert: „Zukünftige KI - Fabriken müssen nicht nur groß sein, sondern auch in der Lage sein, die Rechenzentren von Städten, Ländern und sogar Kontinenten miteinander zu verbinden.“

Die Verwirklichung einer solchen Vision ist keine leichte Aufgabe. Die Realität ist, dass sich die KI - Rechenzentren ständig erweitern, während die enorme Nachfrage nach Datenübertragung auch höhere Latenzzeiten und Energieverbrauchsprobleme mit sich bringt. Selbst NVIDIA selbst gibt zu, dass die Netzwerklatenz zwischen Rechenzentren eine wichtige Herausforderung für KI - Training und - Berechnung darstellt.

Im Jahr 2009, als die Welt gerade in die Ära des Mobilinternets eintrat, beschrieb die Jury für den Nobelpreis für Physik die damals preisgekrönte Optikkommunikationstechnologie so: „Licht fließt in winzigen Glasfasern, das verschiedene Informationsdaten in alle Richtungen transportiert. Dadurch können Texte, Musik, Bilder und Videos in Sekundenschnelle um die Welt verbreitet werden.“

16 Jahre später, heute, ist OCS (Optical Circuit Switch) – ein Gerät, das sich aus der Entwicklung der Optikkommunikationstechnologie ergibt und in der Lage ist, Signale direkt im optischen Bereich zu wechseln, und das aufgrund seiner Eigenschaften von geringer Latenz und geringem Energieverbrauch das Potenzial der Datenübertragung mit „Lichtgeschwindigkeit“ neu definiert.

Am 22. August kündigte NVIDIA die Einführung von Spectrum - XGS Ethernet an, was OCS ein breites Anwendungsfeld eröffnet. Diese Technologie, die als „scale - across“ bezeichnet wird, zielt darauf ab, die Spitzenleistung und Skalierbarkeit des Ethernets auf verschiedene Regionen auszudehnen, die Grenzen von Gebäuden zu überwinden und isolierte Rechenzentren auf der ganzen Welt zu einem „Super - GPU“ zu verbinden.

Wenn die Rechenzentren an verschiedenen Orten durch dasselbe Ethernet verbunden sind und hunderttausende von Rechenknoten innerhalb dieser Rechenzentren zusammenarbeiten, erhöhen sich die Netzwerklatenzzeiten exponentiell. Um die Rechenstabilität aufrechtzuerhalten, eignet sich OCS mit einer großen Anzahl von Ports und hoher Bandbreite besser für die obere Netzwerkschicht zwischen den Rechenzentren.

Warum OCS?

In einem Rechenzentrennetzwerk ist ein herkömmlicher Schalter wie ein „Dolmetscher“. Er wandelt die eingehenden optischen Daten in elektrische Signale um, verarbeitet diese und wandelt sie dann wieder in optische Signale um, bevor sie ausgegeben werden. Dieser Prozess ist zeitaufwendig und mühsam. Ein bekannteres Fortschrittlicherer Ansatz ist die Verwendung von CPO (Co - Packaged Optics) Schaltern. Diese Technologie integriert das optische Modul und den Schaltchip auf derselben Platine, um eine effiziente Umwandlung und Übertragung zwischen elektrischen und optischen Signalen zu ermöglichen.

Allerdings scheint CPO, als eine auf der bestehenden elektrischen Schaltarchitektur basierende Upgradeschaltung, bei exponentiell wachsender Datenmenge an seine Grenzen zu stoßen.

Im Vergleich dazu bietet OCS einen völlig anderen technologischen Ansatz. Es eliminiert direkt die optoelektrische Umwandlung, indem es den physikalischen Pfad des optischen Signals neu strukturiert. Wenn man CPO - Schalter als die „Autobahn“ für optische Signale ansieht, ist OCS eher wie ein „optisches Verkehrskreuz“ – bei Staus ist es besser, neue Wege zu erschließen, anstatt einfach die Geschwindigkeit zu erhöhen.

In einer Studie aus dem Jahr 2023 haben Google - Forscher berechnet, dass die Kosten für die OCS - Hardware und die zugehörigen optischen Komponenten weniger als 5 % der Gesamtkosten eines Supercomputersystems ausmachen und der Energieverbrauch weniger als 3 % des gesamten Systemverbrauchs beträgt. Daraus ergibt sich ein Kostenvorteil und eine höhere Effizienz. Deshalb hat Google OCS in seinem Jupiter - Rechenzentrennetzwerk in großem Maßstab eingeführt und damit einen Vorsprung in der Branche der ganzoptischen Schaltung gewonnen.

Durch diese mutige Investition in die neue Technologie hat Google auch seine Belohnung erhalten. Laut einem Bericht der Halbleiteranalysenfirma SemiAnalysis hat Google durch sein maßgeschneidertes OCS - Netzwerk die Durchsatzleistung seines gesamten Netzwerks um 30 % erhöht, den Energieverbrauch um 40 % gesenkt, die Datenübertragungszeit um 10 % verkürzt, die Netzausfallzeiten um das 50 - fache reduziert und die Kapitalausgaben um 30 % gesenkt.

Was noch wichtiger ist, dass der Markt aufgrund dieser enormen Effekte das Potenzial von OCS erkannt hat. Die Marktforschungsfirma Cignal AI geht davon aus, dass ab 2025 mehr Hersteller in das OCS - Feld investieren werden. Angesichts des erwarteten kontinuierlichen Wachstums der OCS - Installationen in der Kernschicht von Rechenzentren und KI - Clustern wird geschätzt, dass der Marktumfang bis 2029 über 1,6 Milliarden US - Dollar betragen wird. Das chinesische Investmentbankhaus Guosheng Securities behauptet sogar, dass OCS die nächste Ära der Photonenkommunikation leiten könnte.

Die Großkonzerne treten ein

Egal, wie groß das Wachstumspotenzial von OCS in der Zukunft sein wird, zumindest haben die Großkonzerne bereits erste Schritte unternommen.

Im Juli 2025 kündigte das Open Compute Project (OCP) die Gründung eines OCS - Teilprojekts an. Dieses Projekt zielt darauf ab, die Zusammenarbeit in der offenen Optikschaltungstechnologie zu fördern und die Öffnung und Standardisierung von OCS voranzutreiben, um branchenweite Standards auf globaler Ebene zu etablieren. Die Anfangsmitglieder des Projekts umfassen Lumentum, Google, Microsoft, NVIDIA, Coherent, iPronics und andere.

Es ist erwähnenswert, dass Lumentum, als Leiter des oben genannten Projekts, bereits erste Einnahmen aus OCS gemacht hat. Auf der Quartalsergebnispräsentation hat Lumentum mitgeteilt, dass sein OCS - Geschäft bereits an zwei hyperskalige Cloudanbieter geliefert hat und dass eine dritte hyperskalige Kundin bald zugeschaltet wird. Das Unternehmen wird die Produktion von OCS beschleunigen und erwartet, dass dieses Geschäft in Zukunft Einnahmen im Bereich von Hunderten von Millionen US - Dollar generieren wird.

In China hat Huawei den ganzoptischen Rechenzentren - Schalter Huawei OptiXtrans DC808 entwickelt, der MEMS - Technologie nutzt, um eine schnelle und stabile ganzoptische Schaltung zu ermöglichen. Auf der japanischen Interop Tokyo 2025 Messe erhielt dieses Produkt kürzlich den Best of Show Award.

Natürlich bedeutet dies nicht, dass OCS bereits alle Probleme gelöst hat. Es gibt immer noch Probleme, die von der gesamten Branche gemeinsam gelöst werden müssen. Aus technischer Sicht ersetzt OCS nicht vollständig optoelektrische Schaltlösungen wie CPO. Wie NVIDIA auf der OCP EMEA 2025 Konferenz sagte, sind die Herstellungskosten von optischen Schaltern immer noch deutlich höher als die von elektrischen Schaltern. Nur wenn die beiden Lösungen (CPO und OCS) zusammenarbeiten, kann der Energieverbrauch weiter gesenkt werden.

Selbst innerhalb des OCS - Bereichs gibt es noch Debatten über die beste Lösung. Derzeit gibt es drei technologische Ansätze: MEMS, Digitales Flüssigkristall - Display (DLC) und Piezokeramik - basierte Direktstrahlablenkung (DBS). Das MEMS - Verfahren wird hauptsächlich von Google eingesetzt und hat auch die meisten Herstelleranbieter. Das DLC - Verfahren wird derzeit von Coherent entwickelt und wird allmählich in die Lieferkette von CSP integriert. Das DBS - Verfahren ist eine exklusive Technologie von Polatis und ist noch nicht ausgereift.

China International Capital Corporation (CICC) warnt davor, dass die Verwendung von OCS in KI - Rechenzentren noch in der Anfangsphase ist und die meisten Hersteller noch aktiv an der Forschung und Entwicklung arbeiten. Die OCS - Technologie hat ein hohes Potenzial und deutliche Vorteile, und das zukünftige Wachstum ist sehr wahrscheinlich. Es wird empfohlen, die gesamte Branchenkette, einschließlich Gerätehersteller, Kernkomponentenlieferanten und optischer Komponentenhersteller, im Auge zu behalten.

Dieser Artikel stammt aus dem WeChat - Account „Kechuangban Daily“, Autor: Zhang Zhen, veröffentlicht von 36Kr mit Genehmigung.