चाइना मोबाइल ने मानक फाइबर पर 960 किमी की दूरी पर एक ही तरंग दैर्ध्य पर 1.6 टीबिट/सेकंड सिग्नल ट्रांसमिशन का प्रदर्शन किया

चाइना टेलीकॉम, YOFC और ZTE के अनुसंधान संस्थान ने दुनिया में पहले वास्तविक समय में फाइबर ऑप्टिक पर 1000 किलोमीटर से अधिक की दूरी पर द्विदिश डेटा ट्रांसमिशन को सफलतापूर्वक लागू किया है, जैसा कि चाइना टेलीकॉम रिसर्च इंस्टीट्यूट ने 2 नवंबर को आईटी होम और सी114 के स्रोतों के अनुसार घोषणा की।

1007.48 किमी की लाइन पर, भागीदारों ने विस्तारित C+L रेंज में PCS-16QAM मॉड्यूलेशन का उपयोग करके एक तरंग दैर्ध्य पर 800 जीबीपीएस की गति प्रदान की, जिससे एक ही ऑप्टिकल फाइबर केबल के माध्यम से दोनों दिशाओं में सिग्नल प्रसारित हुए और कुल बैंडविड्थ 128 टीबीपीएस हो गई। ये तीनों संगठन राष्ट्रीय प्रमुख प्रयोगशाला के संयुक्त बिल्डर के रूप में सहयोग कर रहे थे।

भागीदारों ने तीन महत्वपूर्ण उपलब्धियों की घोषणा की। इस प्रयोग ने फाइबर ऑप्टिक पर वास्तविक समय में सबसे लंबी एकल-बिंदु, गैर-लूप डेटा ट्रांसमिशन का रिकॉर्ड स्थापित किया, जबकि प्रत्येक खंड पर कम से कम 3 डीबी का हानि मार्जिन और सिस्टम को बनाए रखने के लिए कम से कम 3 डीबी का ऑप्टिकल सिग्नल-टू-नॉइज़ रेशियो (OSNR) मार्जिन बनाए रखा। इसके अलावा, यह 1000 किमी के पैमाने पर एक ही ऑप्टिकल फाइबर लाइन पर पहला वास्तविक समय द्विदिश ट्रांसमिशन था।

हालांकि प्रतिबिंबों ने OSNR को 0.5 डीबी से 4 डीबी तक कम कर दिया, टीम का मानना है कि यह लंबी दूरी के द्विदिश संचालन की संभावना को साबित करता है। अंत में, गैसलाइन अवशोषण से मुक्त विस्तारित C+L रेंज में सबसे लंबी फाइबर ऑप्टिक लाइन का निर्माण किया गया।

अंतिम बिंदु इस तकनीक के लिए विशिष्ट समस्या से संबंधित है। चूंकि खोखले कोर वाले फाइबर में प्रकाश ठोस कांच के बजाय गैस से गुजरता है, इसलिए कोर में कार्बन डाइऑक्साइड और कार्बन मोनोऑक्साइड के निशान कुछ तरंग दैर्ध्य को अवशोषित कर सकते हैं और ट्रांसमिशन को खराब कर सकते हैं। इस समस्या को हल करने के लिए, टीम ने पूरे विस्तारित C+L रेंज में इन अवशोषण लाइनों को खत्म करने के लिए उत्पादन प्रक्रिया को उन्नत किया।

उपकरण के संबंध में, भागीदारों ने उच्च शक्ति वाले एम्पलीफायरों को छोड़ दिया और पूरी तरह से लोड की गई 800जी प्रणाली से सर्वोत्तम प्रदर्शन प्राप्त करने के लिए फाइबर हानि प्रोफ़ाइल के अनुरूप वाणिज्यिक एम्पलीफायरों का उपयोग किया। सिस्टम स्तर पर, ट्रांसमीटर पर हल्का प्री-इक्वलाइज़ेशन पूरे रेंज में चैनल स्थिरता बनाए रखता था। टीम ने लाइन पर प्रतिबिंबों और इंटरमोडल हस्तक्षेपों के प्रभाव के लिए एक एंड-टू-एंड मॉडल भी विकसित किया और एक चरम परिदृश्य का परीक्षण किया जहां रेंज का एक हिस्सा विफल हो जाता है, बिना प्रदर्शन हानि का पता लगाए।

ऑपरेटरों के लिए विलंबता सबसे अधिक मायने रखती है। खोखले कोर में प्रकाश लगभग वैक्यूम की गति से चलता है, जो पारंपरिक कांच के फाइबर की तुलना में लगभग 30% तेज है, जो 1000 किमी के मार्ग पर प्रत्येक दिशा में लगभग 1.5 मिलीसेकंड बचाता है। घोषणा में मापा गया विलंबता मान निर्दिष्ट नहीं किया गया था। अब तक, चीन में खोखले कोर फाइबर का उपयोग मुख्य रूप से छोटे कनेक्शनों के लिए किया जाता रहा है, जैसे कि जूनवेई, निंसिया में डेटा केंद्रों के बीच, जबकि पश्चिम में कंप्यूटिंग क्लस्टर अक्सर पूर्व में मांग से 1000 किमी से अधिक दूर होते हैं। चाइना टेलीकॉम ने कहा कि प्राप्त परिणाम फाइबर ऑप्टिक पर उच्च बैंडविड्थ, लंबी दूरी और कम विलंबता वाले मैगिस्ट्रल नेटवर्क बनाने के लिए एक व्यावहारिक तकनीकी आधार प्रदान करता है।

बीजिंग विश्वविद्यालय के चेन मोहान के नेतृत्व में एक शोध समूह ने चीन में विकसित घनत्व कार्यात्मक सिद्धांत (DFT) के लिए ओपन-सोर्स पैकेज ABACUS को Huawei Kunpeng 920 प्रोसेसर की पूरी श्रृंखला के लिए अनुकूलित किया। इसके अलावा, टीम ने 19 विभिन्न प्रमुख ऑपरेटर वर्गों का अनुकूलन किया। इस बारे में Huawei Computing ने 31 अक्टूबर की एक प्रकाशन में बताया, जैसा कि IT Home द्वारा पता चला। कोड को परियोजना के GitHub रिपॉजिटरी में अपलोड कर दिया गया था।

घनत्व कार्यात्मक सिद्धांत (DFT) धातुओं और अर्धचालकों जैसी सामग्रियों के गुणों का अध्ययन करने के लिए एक मौलिक प्रथम-सिद्धांत विधि है। ABACUS को कई संस्थानों के सहयोग से विकसित किया गया था और सौ से अधिक संगठनों में एक सौ से अधिक उपयोगकर्ताओं के बीच उपयोग किया जाता है।

टीम के आंकड़ों के अनुसार, 28 कोर पर दोनों पक्षों को कॉन्फ़िगर करने और एक थ्रेड पर 28 प्रक्रियाओं को चलाने पर, SVE निर्देश सेट का उपयोग करने वाला Kunpeng 920 बिल्ड, GaAs, MoS2, BaTiO3, लोहा और सिलिकॉन सहित 10 सामग्री प्रणालियों के मानक सेट के साथ काम करते समय मानक x86 सीपीयू की तुलना में 1.3 से 3.9 गुना तेज गति प्रदर्शित करता है, जिसमें 8 से 216 परमाणु होते हैं। चिप के मैट्रिक्स कंप्यूटिंग ब्लॉक का उपयोग करते हुए, सभी नोड कोर पर काम करते समय त्वरण 10.7 गुना तक पहुंच गया। स्टोकेस्टिक DFT के मामलों में, टीम ने SVE के लिए 2.8 से 3.1 गुना और मैट्रिक्स ब्लॉक का उपयोग करने वाले बिल्ड के लिए 6.1 से 20.1 गुना गति वृद्धि दर्ज की।

पहला चरण पोर्टिंग था, क्योंकि Kunpeng 920 के विभिन्न मॉडल वेक्टर निर्देश NEON, SVE या SVE512, और एक समर्पित मैट्रिक्स ब्लॉक का समर्थन करते हैं, जो सामान्य कंपाइलर विकल्पों का उपयोग करते समय अप्रयुक्त रहते हैं। टीम ने अलग-अलग टूलचेन बनाए: NEON और SVE बिल्ड्स के लिए gcc का उपयोग OpenMPI और OpenBLAS के साथ किया गया, जबकि अन्य के लिए Huawei के HMPI और KBLAS के साथ clang का उपयोग किया गया, और Kunpeng गणित लाइब्रेरी को एकीकृत करने के लिए USE_KML विकल्प भी जोड़ा गया। सभी संकलित संस्करणों ने ABACUS के एकीकरण परीक्षण पास किए, जिसमें प्लानर वेव और LCAO Kohn-Sham, स्टोकेस्टिक DFT और DeePKS के लिए DFT शामिल थे, और परिणाम मुख्य कार्यान्वयनों के अनुरूप थे।

इसके बाद टीम ने अक्सर कॉल किए जाने वाले छोटे ऑपरेटरों को फिर से लिखा। सामान्य लैग्रेंज बहुपद की पुनरावर्ती प्रक्रिया को पुनरावृत्तीय पुनरावर्ती में बदलने से जटिलता को O(n) तक कम करने और इसे मिलियन टेस्ट में लगभग आठ गुना तेज बनाने में मदद मिली। इंटरपोलेशन खोज को बाइनरी सर्च में बदलने से 400 रिकॉर्ड के तालिका में औसत तुलनाओं की संख्या लगभग 200 से घटकर नौ हो गई। अन्य परिवर्तनों में त्रिकोणमितीय पुनरावृत्ति, चक्र अपरिवर्तनीयता बढ़ाना, मिश्रित सटीकता ट्यूनिंग और मेमोरी लेआउट शामिल थे, जिसमें प्रत्येक ऑपरेटर के संख्यात्मक परिणामों की दोबारा जांच की गई थी।

Huawei के DevKit में स्रोत कोड के स्वचालित अनुकूलन का उपयोग करते हुए, टीम ने नई Kunpeng 920 मॉडल पर 8 परमाणुओं वाले उच्च घनत्व वाले कार्बन मामले की प्रसंस्करण गति को 2.28 गुना और 512 परमाणुओं वाले सिलिकॉन मामले की प्रसंस्करण गति को 2.66 गुना बढ़ा दिया। Huawei ने उल्लेख किया कि प्राप्त ट्यूनिंग अनुभव को अन्य वैज्ञानिक सॉफ़्टवेयर पर लागू किया जा सकता है।