昨天有个留言，问谷歌的Gemini，他家的这个模型是基于TPU V4或V5实现的，最大的改进是把传统的叶脊结构中的脊交换机从原来的电交换，更新成了光交换。

一层层展开来说的话，用到MEMS技术，用到光环形器，CWDM4 bidi模块

MEMS的单元技术，以及在VOA、激光雷达等领域，我都写过的。

谷歌的光环形器结构，用的是偏振棱镜，原理在2020合集，基于bidi结构采用环形器的设计，在海信、旭创等光路结构中都分析过的，会汇总在2023合集下册。

进入正文，

在ECOC2023的SUA4组的研讨会，OFC2023的M2G，都有谷歌这个交换机的内容。

OCS说的是光交换，用于区别电交换。这个技术在干线传输的ROADM中用的很多，OXC的各种WSS技术，基于MEMS调整光路，基于液晶调整光路，谷歌的OCS和干线的WSS不同的是，OCS的波长数量少，只需要交换光口，无需拆解到DWDM的波长交换。

相比较而言，OCS更简化，WSS更方便

用48个OCS能能支持4096个TPU之间的光口转接。

电交换，单位成本比较低，用MOSET做小型的模拟开关，现在的3nm，5nm的晶体管技术，用来控制信号的导通和断开。

电路交换的集成度很高，一个芯片可以具有数十亿个结，但是光信号在光纤传输，那么配合电交换的话，就需要光--电--交换-电--光， 光信号电信号的互相转换过程，需要光模块。

这种方案在人工智能的应用中，有四个劣势一个优势，劣势第一个是时延大，第二个是功耗大，第三个当然就是成本高，第四个劣势是电信号与调制的格式速率相关。优势是集成度高。

光--电--交换-电--光的链条，改成光交换就是光--交换--光，优劣势互换了。采用光交换，优势是速率无关，低功耗，低成本，低时延，但是集成度很低，无论是硅光集成的小型化光开关，还是mems结构的光口空间交换，这个矩阵也就是几百个的集成度。

所以谷歌新的交换结构，并不是全部采用光交换机，而是TOR的柜顶交换机，叶交换，都还是传统的电路交换，脊交换机由于收敛，数量较少，边缘交换机做了光学交换。

光学通道的改变，不关心光模块的速率，所以可以混用。

内部结构拆开，里边的850,波长的VCSEL和PD，不是用来做通信的啊，咱们的多模光模块用850nm是传信息的，这个结构的850nm的阵列VCSEL和阵列式的PD，是用来观察MEMS反射面的。

通信是单模的CWDM4的四个波长。

MEMS的阵列，是二维阵列，这个结构在激光雷达用的不少，谷歌用了136个二维的mems，组成光路调整阵列。<菲魅的视频回放系列里，看2023-11-25号的激光雷达的部分。>，这里不赘述。

光模块，则选择BiDi CWDM4的类型，

选择CWDM4，是mems的反射与波长无关，相比较pms4或者是DR4的话，可以减少光路的通道数量，降低MEMS的难度。

选择单纤双向的Bidi，也是同样的目的，需要内部光环形器。

采用Z Block结构，用空间光学降低插损，来弥补OCS光路中额外增加的那2dB损耗。

采用EML，而不是DML，是因为EML的啁啾较小，色散受限的传输距离要大于DML，可以传的更远。光交换的光信号路径是一整条，传统的电交换的实质分段的光信号路径，采用光交换需要考虑更长的传输距离。

谷歌的环形器采用的是空间PBS棱镜结构，

光交换本质上做的是光路接口转向，与模块速率无关，这样就可以兼容已经部署的那些低速模块，实现代际无缝衔接，也是降低成本的一个角度。