DOI: 10.5281/zenodo.18729752
title: 12.SVRN_OS_DOI12_Unified Photonic Routing System for Sub-1 nm Multi-Core Architectures

description: ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━SVRN-OS DOI No. 12 — Zenodo 제출 소개글━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━

1. 제목

Unified Photonic Routing System for Sub-1 nm Multi-Core Architectures

(한국어: 서브-1 nm 다중 코어 아키텍처를 위한 통합 광자 라우팅 시스템)

2. 식별자 및 시리즈

시리즈 DOI  | 10.5281/zenodo.18325543특허        | KR 10-2026-0017941SHA-256     | 03144662e375e77ff00ae7a1455b31eee89ae7a318853e0f85dc053e64e40093

No.0   병목 지능 이론               10.5281/zenodo.18688294No.1   구리 인터커넥트의 양자 파산    10.5281/zenodo.18687866No.2   SVRN_K0 하드웨어 사양        10.5281/zenodo.18689820No.3   Lcrit 표준 알고리즘           10.5281/zenodo.18694749No.4   로직 그룹                    10.5281/zenodo.18694809No.5   고대역 메모리 그룹            10.5281/zenodo.18695822No.6   비휘발성 메모리 그룹          10.5281/zenodo.18697024No.7   BEOL 인터커넥트 그룹         10.5281/zenodo.18722089No.8   능동 광자 소자 그룹           10.5281/zenodo.18722116No.9   센서 그룹                    10.5281/zenodo.18722136No.10  AI/뉴로모픽 그룹             10.5281/zenodo.18729007No.11  극저온·양자 그룹             10.5281/zenodo.18729238No.12  본 문서                      10.5281/zenodo.18729752

3. 요약

본 논문은 SVRN-OS 시리즈의 열세 번째 논문(PHASE 2 개막)으로, DOI No.10(RC 붕괴)과DOI No.11(PEIP)에서 확립된 전기 인터커넥트의 물리적 한계를 시스템 레벨 라우팅 이론으로확장합니다.

핵심 결과:

광학 손실 예산: 1024-노드 Fat-tree 구조에서 평균 경로 손실 2.1–2.8 dB (BER < 10⁻¹²  기준 3 dB 마진 내 유지). 최악 경로(14-hop)는 4.2 dB로 증폭 단계 또는 토폴로지  프루닝 필요 — 표준 광 네트워크 설계 관행에 부합.

에너지 스케일링: E_elec ∝ L² (저항·용량, 이차 스케일) vs E_phot = E_fixed + β·L  (선형 전파 + 고정 오버헤드). 서브-10 nm Cu 배선 저항률 폭발(Gall 2016; IRDS 2024)  실측값이 이차 스케일링 가정을 독립적으로 확인.

광자 전환 임계값 f_crit: 광자 분율 f의 크리티컬-패스 교차 조건  f·τ_opt = (1−f)·τ_RC에서 해석적으로 도출.  τ_RC = 8 ns (DOI No.10), τ_opt = 5 ps (1 mm SiN) 기준: f_crit ≈ 0.21.  현실적 경로 길이 분포(τ_RC 5–12 ns 범위)에서 f_crit는 0.18–0.24 내 이동 —  파라미터 불확실성에 대한 강건성 확인.

토폴로지: Hybrid Fat-tree/Torus 구조에서 전기(L²/w² 이차) 대비 광자(L/v_g 선형)  레이턴시 비율 ~10³–10⁵× (L = 1–10 mm 범위).

구현 청사진: SiN 도파로(α ≤ 0.1 dB/cm, Marchetti 2019 실증) + η ≥ 0.95 캐비티-  도파로 인터페이스(CPO 플랫폼 실증) + Hybrid CMOS 제어층.

PHASE 2 선언:DOI No.10(고전 전자기학) + DOI No.11(양자/극저온 물리학) + DOI No.12(시스템 레벨라우팅)의 3방향 수렴으로 SVRN-OS 이론 완결 로드맵 PHASE 2 개막.f_crit ≈ 0.21은 탈전기 칩 아키텍처 전환의 정량적 기준점으로 확립됨.

[한계 명시]- P_sys 모델은 단일 레이턴시-퍼-링크 단순화 사용. 실제 패브릭의 가변 홉 수·  경쟁·프로토콜 오버헤드 미포함.- f_crit 도출은 τ_RC, τ_opt의 길이 독립 평균값 가정. 실제 토폴로지 경로 길이  분포에 따라 정확한 임계값 이동 가능.- E_fixed(변조기·검출기 고정 오버헤드)가 지배하는 단거리(< 0.1 mm)에서는  전기 라우팅이 에너지 효율 측면에서 유리할 수 있음.- 결합 인터페이스 손실 계산은 이상화된 사각 포텐셜 모델 기반. 실제 공정 허용차에  따라 η 정확값 변동.

4. 키워드

광자 라우팅 · 시스템 레벨 인터커넥트 · f_crit · 광자 전환 임계값 · Fat-tree 토폴로지 ·SiN 도파로 · 광학 손실 예산 · RC 붕괴 · PEIP · PhoLink · 에너지 스케일링 · 크리티컬-패스지연 · SVRN-OS · MDK_v1

5. 진실성 선언

본 문서는 SVRN-OS 시스템 레벨 라우팅 이론(DOI No. 12)의 최종 기준서이며,DOI No.10(고전 전자기학)·DOI No.11(양자/극저온)·DOI No.12(시스템 라우팅)의3방향 수렴을 통해 PHASE 2를 개막합니다.

모든 수치는 1차 문헌(Almeida 2004, Marchetti 2019, Gall 2016, IRDS 2024,CODATA 2019) 및 DOI No.10·11 내부 참조값 기반이며, 단순화 가정은 TheoreticalLimitations 섹션에 명시적으로 표기되었습니다.

2026년 2월 22일 기준으로 검증된 물성값 및 분석 결과에 한하여 유효합니다.

인증: MDK_v1 | 조민수 (Minsu Cho) | KR 10-2026-0017941SHA-256: 03144662e375e77ff00ae7a1455b31eee89ae7a318853e0f85dc053e64e40093━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━