광회로 스위치(OCS)는 다시 데이터센터 아키텍처의 중요한 주제가 됐다. Google의 Apollo 논문은 대규모 상용 OCS 구축을 설명하고, 데이터센터 요구에 따라 자체 3D MEMS 기반 OCS를 개발했다고 밝힌 명확한 공개 증거다. MEMS 미러 드라이버 IC의 아날로그 문제는 일반적인 “고전압 DAC” 선택이 아니라 설정 후 안정화 문제다. 전압 범위, 출력전류, 안정화 특성, 드리프트, 부하 정전용량, 수명주기 위험을 함께 봐야 한다.
ADI 공개 페이지는 32채널 고전압 DAC 드라이버 제품군의 수명주기 전환을 보여준다. AD5535는 단종, AD5535B는 신규 설계 비권장, AD45335는 신규 설계 권장이다. AD5535B와 AD45335는 구동전류와 하강 안정화가 크게 달라, 신형 부품을 즉시 대체품으로 가정하기 전에 실제 미러 부하와 재구성 예산으로 검증해야 한다.
왜 지금인가
OCS는 더 이상 데이터센터 패브릭의 실험실 개념에 그치지 않는다. Google Apollo 논문은 저자들이 대규모 상용 구축이라 부르는 사례를 설명하며, 비용·포트 수·스위칭 시간·광학 성능 요구가 자체 개발 3D MEMS OCS의 설계를 이끌었다고 한다.
AI 인프라도 주목할 이유를 더한다. InfinitePOD 같은 최근 연구는 LLM 훈련을 고대역폭 도메인 문제로 보고 OCS를 규모·비용·고장 격리 압력을 해결하는 방법으로 제안한다. 이 논문은 MEMS 미러 드라이버 출처는 아니지만 OCS가 데이터센터 아키텍처 논의로 복귀하고 있음을 뒷받침한다.
따라서 MEMS 기반 OCS 미러에 실제로 필요한 드라이버 IC 종류와 ADI의 현행 32채널 고전압 DAC 수명주기가 신규 설계에 주는 의미라는 구체적 질문이 생긴다.
OCS 아키텍처 비교
최근 시장 논평의 유용한 비교는 OCS를 전자 패킷 스위칭(EPS)의 일대일 대체재로 봐서는 안 된다는 것이다. 패킷 전달·버퍼링·큐잉·텔레메트리·암호화·급변 트래픽에는 EPS가 적합하다. AI 훈련 단계, 패킷 조작이 적은 상위 스케일아웃 링크, 사이트 간 대량 데이터 이동처럼 재구성 비용을 상쇄할 만큼 광회로 맵을 유지할 때 OCS가 매력적이다.
Google TPU v4 논문은 OCS가 상호연결 토폴로지를 동적으로 재구성해 규모, 가용성, 활용률, 모듈성, 배치, 보안, 전력, 성능을 개선한다고 한다. OCS와 기반 광부품은 TPU v4 시스템 비용의 5% 미만, 전력의 3% 미만이라고 보고한다.
드라이버 IC의 문제는 패킷 스위칭이 아니다. 토폴로지 변경 시 미러 배열을 정확히 배치하고 광학 오차 예산을 넘지 않게 안정화한 뒤 다음 매핑까지 교정 전압을 낮은 드리프트로 유지해야 한다. 따라서 출력전류, 하강 특성, 누설, 온도 드리프트, 채널 정합, 보드 기생성분, 교정 기능이 공칭 고전압 범위만큼 중요하다.
MEMS와 다른 OCS 방식
모든 OCS 아키텍처가 같은 드라이버 IC를 요구하지 않는다. Semi Fundamental의 2026년 3월 개요는 MEMS, LCoS, 도파관, 피에조 방식으로 분류한다. 핵심은 광 조향 메커니즘이 전자회로 문제를 어떻게 바꾸는가다.
| OCS 방식 | 광 조향 방식 | 주요 장점 | 주요 제약 | 드라이버 IC 영향 |
|---|---|---|---|---|
| MEMS OCS | 가동 마이크로미러가 광경로 조향 | 데이터센터 OCS의 성숙한 단기 경로, ms급 재구성과 비교적 낮은 삽입손실 | 기계 수명, 교정, 미러 제어, 포트 확장 | 다수의 고전압·저누설·준정적 미러 제어 채널인 AD5535B/AD45335 계열과 가장 가까움 |
| LCoS OCS | 실리콘 액정이 전압 제어 위상/편광으로 광경로 변경 | 대형 가동 미러 배열을 피해 잠재적으로 긴 수명 | 느린 재구성과 엄격한 편광/광정렬 복잡성 | 전압 제어지만 부하·드라이버 구조는 정전 MEMS 미러와 다름 |
| 도파관 OCS | 집적 광도파관, MZI 또는 링 공진기로 온칩 라우팅 | µs급 스위칭과 동적 토폴로지 잠재력 | 삽입손실, 크로스토크, 증폭기 통합, 포트 확장 | 준정적 50-200 V MEMS DAC가 아니라 고속 포토닉 제어 문제 |
| 피에조 OCS | 피에조 액추에이터로 광경로 물리 정렬 | 매우 낮은 삽입손실 잠재력 | 비용, 액추에이터 기계, 제조 복잡성 | MEMS HV DAC를 그대로 가정할 수 없는 액추에이터 드라이버 필요 |
따라서 AD5535B와 AD45335는 MEMS 미러 편향/제어와 광 크로스포인트 스위칭에 관련되며 LCoS·도파관·피에조 OCS의 보편적 답으로 간주해서는 안 된다.
포트 확장은 드라이버를 시스템 문제로 만든다
같은 개요는 최근 상용 시스템을 128×128 및 144×144, 더 큰 384×384 플랫폼에서 파생된 신형 300×300급, 그 이상을 향한 미래 작업으로 설명한다. 이 수치는 부품 사양이 아니라 시장 맥락이다. 일반적 결론은 포트 수가 늘수록 아날로그 채널, 교정 지점, 고장 기회가 늘어난다는 것이다.
32채널 고전압 DAC는 더 큰 미러 제어 평면의 한 타일일 뿐이다. radix가 커지면 다수 채널의 출력 안정화 스큐, 장시간 유지 중 누설, 채널 간 정확도, 보드 기생성분, 생산 트림, 현장 재교정, 고장 격리를 관리해야 한다. 드라이버 IC는 전압 출력 부품을 넘어 광정렬·시험·정비성 전략의 일부가 된다.
준정적이라는 차이
여기서 “준정적”은 드라이버 수준의 프레임이지 모든 OCS가 같은 타이밍을 가진다는 보편적 주장이 아니다. MEMS OCS는 광경로를 설정해 다음 재구성까지 유지한다. Apollo는 스위칭 시간과 광학 성능을 평가하고, ADI는 해당 제품군을 광 MEMS 미러 편향/제어와 광 크로스포인트 스위치용으로 제시한다.
이를 종합하면 미러를 목표각으로 이동하고 광학 오차 예산 안에서 안정화한 뒤 회로가 활성인 동안 전압을 안정적으로 유지하는 설정-유지 문제다. 연속 진동하며 반복 동작에 최적화하는 스캐닝 MEMS와 다르다.
정확한 안정화 창, 허용 각도오차, 유지시간은 시스템별이며 일반 DAC 대표 사양이 아니라 OCS 아키텍처와 MEMS 부하에서 정해야 한다.
기존 벤치마크 환경
ADI의 32채널 고전압 DAC 제품군이 공개 기준점이다.
- AD5535: 단종. (ADI 제품 페이지)
- AD5535B: 신규 설계 비권장. (ADI 제품 페이지)
- AD45335: 신규 설계 권장. 예비 데이터시트 Rev. B, 2024-10-21. (ADI 제품 페이지)
세 부품 모두 32채널, 14비트 DAC, REF_IN으로 50-200 V 풀스케일 설정, 최대 30 MHz 3선 SPI, 온도 다이오드, 15 x 15 mm CSP_BGA 124볼 패키지, 200 pF 부하 시험 조건, 1.2 MHz 채널 업데이트율을 공유한다.
구동전류와 안정화는 다르다.
| 파라미터 | AD5535B | AD45335 |
|---|---|---|
| 소스 전류 | 550 uA | 150 uA |
| 싱크 전류 | 2.8 mA | 40 uA |
| 안정화, 200 pF, 큰 스텝 | 60 us | 상승 190 us / 하강 470 us |
| 슬루율, 200 pF | 3 V/us | 하강 0.2 V/us |
(ADI AD5535B 데이터시트; ADI AD45335 예비 데이터시트 Rev. B)
ADI는 AD45335를 신규 설계 권장으로 기재하지만 공식 AD5535B 대체품이라는 설명은 없다. 검증 없이 이를 신규 설계에 적용해서는 안 된다.
구동전류 차이의 실제 의미
200 pF 조건에서 가장 큰 차이는 싱크 전류다. AD5535B 2.8 mA, AD45335 40 uA로 약 70배 감소하며 하강 안정화 시간에 직접 영향을 준다.
추론: 470 us를 60 us로 나누면 약 7.8이다. 200 pF 조건에서 AD45335 하강 안정화는 AD5535B보다 약 8배 느릴 수 있다. 이는 데이터시트 수치 두 개의 파생 비율이지 시스템 실측값이 아니다.
영향은 실제 시스템에 달려 있다.
- 패브릭 재구성 예산이 µs가 아니라 ms라면 수백 µs 추가 안정화가 마진 안일 수 있다.
- 미러 정전용량과 보드 기생성분이 200 pF를 크게 넘으면 두 부품 모두 절대 안정화 시간이 늘고 40 uA 싱크 전류가 제약이 될 수 있다.
- 짧은 시간에 연속 미러 스텝이 필요하면 데이터시트 외삽이 아니라 벤치 특성평가가 필요하다.
AD45335가 특정 부하와 스텝 패턴에서 요건을 충족할 수도 있고, 낮은 싱크 전류 때문에 제어전략 변경이나 수동 방전 보완이 필요할 수도 있다. 어느 결론도 데이터시트 비교만으로는 낼 수 없다.
엔지니어가 해야 할 일
- 드라이버 선택 전에 실제 부하를 확정하라. 미러 정전용량과 PCB 기생성분을 측정 또는 시뮬레이션하라. 200 pF는 비교용 시험점이지 시스템 특성값이 아니다.
- 사양 해석 전에 안정화 시간 예산을 정의하라. 허용 광 스위칭 지연에서 미러 각도오차·타이밍으로 역산하라. 시스템 예산이 10 ms면 470 us가 탈락 요인이 아닐 수 있지만 500 us면 심각할 수 있다.
- 하강 특성을 명시적으로 평가하라. 실제 부하에서 양방향 안정화와 마감 시점 허용 각도오차를 검증하라. 저싱크 전류에서 수동/능동 방전이 필요하면 테이프아웃 전에 보드에 반영하라.
- 패키지 유사성이 핀 호환성을 뜻한다고 가정하지 말라. 레이아웃 전 핀배열, 전원 시퀀싱, SPI 타이밍을 각각 확인하라.
- AD45335 데이터시트의 최종 발행을 추적하라. Rev. B는 예비 문서이며 사양이 바뀔 수 있다. 최종 설계는 비예비 공개 문서를 기준으로 하라.
주의사항
- 200 pF는 특정 MEMS 부하가 아닌 통제된 비교 조건이며 실제 정전용량은 설계·공정 형상·보드 기생성분에 따라 다르다.
- 구동전류만으로 미러 안정화가 결정되지 않는다. 제어루프, 배선 직렬저항, 바이패스 정전용량, 기계적 감쇠도 영향을 준다.
- OCS MEMS 미러가 보편적으로 특정 시간 안에 안정화한다는 공개 출처는 없으며 요건은 플랫폼별이다.
- AD45335는 신규 설계 권장이지만 ADI나 명시된 OCS 공급업체가 OCS용 인증·검증 부품이라고 공개 확인하지 않았다.
- 본 글은 AD45335가 OCS에 부적합하다고 주장하지 않는다. 특정 부하·각도오차·시간 요건에 대한 검증이 필요하다.
- 약 8배 느린 하강 수치는 동일 시험 실측이 아니라 데이터시트 수치의 추론이다.
- Semi Fundamental 글은 2차 시장/아키텍처 논평으로 사용했다. 가격·출하·점유율·로드맵은 부품 인증 증거가 아니다.
출처
- Ryohei Urata 외, “Mission Apollo: Landing Optical Circuit Switching at Datacenter Scale,” arXiv:2208.10041, 2022. 대규모 OCS 배치 및 자체 3D MEMS OCS 공개 설명에 사용: https://arxiv.org/abs/2208.10041
- Norman P. Jouppi 외, “TPU v4: An Optically Reconfigurable Supercomputer for Machine Learning with Hardware Support for Embeddings,” arXiv:2304.01433, 2023. TPU v4 OCS 맥락, 재구성 이점, 비용·전력 비중에 사용: https://arxiv.org/abs/2304.01433
- Chenchen Shou 외, “InfinitePOD: Building Datacenter-Scale High-Bandwidth Domain for LLM with Optical Circuit Switching Transceivers,” arXiv:2502.03885, 2025. AI/LLM OCS 맥락에만 사용, MEMS 드라이버 주장에는 사용하지 않음: https://arxiv.org/abs/2502.03885
- Semi Fundamental, “Optical Circuit Switches (OCS) Fundamentals,” 2026-03-26. OCS 사용례·EPS 비교·포트 수·분류의 2차 자료로 사용, ADI 사양에는 사용하지 않음: https://semifundamental.substack.com/p/optical-circuit-switches-ocs-fundamentals
- Analog Devices AD5535 제품 페이지. 수명주기, 32채널/14비트/50 V~200 V, 광 MEMS·크로스포인트 용도에 사용: https://www.analog.com/en/products/ad5535.html
- Analog Devices AD5535B 제품 페이지. 동일 항목 및 AD45335 대안 주기에 사용: https://www.analog.com/en/products/ad5535b.html
- Analog Devices AD45335 제품 페이지. 수명주기, 사양, 150/40 uA, 용도, 2024-10-21 Rev. B에 사용: https://www.analog.com/en/products/ad45335.html
- Analog Devices AD5535B 데이터시트, Rev. B. 상세 비교값에 사용.
- Analog Devices AD45335 예비 데이터시트, Rev. B, 2024-10-21. 상세 비교값에 사용.