Žinios

Kas yra Co{0}}Packaged Optics (CPO)?

Supakuota optika yra jungiklio architektūra, perkelianti elektrinį-į-optinį konvertavimą šalia jungiklio silicio. Įprastoje sistemoje optika yra įmontuotaprijungiami optiniai moduliaijungiklio priekinėje plokštėje, o elektriniai signalai sklinda kelis centimetrus per plokštę - per pėdsakus, jungtis ir dažnai reterio lustus -, kol juos pasiekia. CPO sumažina šį atstumą: silicio fotonikos optiniai varikliai montuojami ant tos pačios pakuotės arba pagrindo kaip ir jungiklis ASIC, todėl elektros kelias sutrumpėja nuo centimetrų iki milimetrų.

Laisva analogija yra siurblio prisukimas varžtais tiesiai ant bako, o ne ilgiems, nesandariems vamzdžiams tarp jų. Inžinerinis atvejis yra tikslesnis nei analogija. Esant 100 G ir 200 G vienai elektros juostai, norint stumti signalus per ilgą lentos kanalą, reikia energijos-alkanų SerDes ir DSP retmerių, o nuostolių biudžetas didėja su kiekvienu greičio žingsniu. Recenzuojama apklausa-Optoelektronikos ribos (Tan ir kt., 2023 m) apibūdina CPO kaip būdą smarkiai sutrumpinti „SerDes“ ryšį, padidinant jungčių pralaidumo tankį ir energijos vartojimo efektyvumą, kai įprastinė prijungiama optika nebegali neatsilikti nuo duomenų centro srauto augimo.

Daugumą CPO dizainų sudaro tie patys kūrimo blokai: jungiklis ASIC, keli aplink jį išdėstyti silicio fotoniniai optiniai varikliai, išoriniai lazerio šaltiniai (paprastai prijungiami, todėl sugedusį lazerį galima pakeisti nepaliečiant pakuotės) ir didelio{0}}tankio skaidulų matricos, pernešančios šviesą nuo pakuotės krašto į priekinį skydelį.

Kodėl AI duomenų centrai siekia CPO

AI klasterių viduje susitinka du slėgiai. Pirmasis yra pralaidumas: šiuolaikiška mokymo sistema jungia tūkstančius GPU, kurių kiekvienam reikia 800 G - ir netrukus 1,6 T - ryšio, todėl optinių nuorodų skaičius auga daug greičiau nei serverių skaičius. Antrasis yra galia. Tarptautinė energetikos agentūra projektuoja savoEnergetikos ir AI ataskaitapasaulinis duomenų centrų elektros suvartojimas iki 2030 m. padidės daugiau nei dvigubai iki maždaug 945 TWh, o dirbtinis intelektas bus vienintelis didžiausias šio augimo veiksnys.

Tinklo kūrimas yra tik viena dalis šios apkrovos, tačiau tai sparčiai{0}}auganti dalis. Esant 51,2 Tbps vienam jungikliui, prijungiami moduliai, jų DSP ir ilgi juos maitinantys elektros kanalai sudaro reikšmingą komutatorių sistemos galios dalį, o ši dalis vėl didėja esant 102,4 Tbps ir 1,6 T prievado greičiui. Tai yra specifinė CPO problema, skirta - vienai platesnio modelio, apie kurį rašėme, daliskodėl AI darbo krūvis taip stipriai priklauso nuo šviesolaidinių tinklų.

CPO palyginti su tradicine prijungiama optika

Abu būdus lengviausia pasverti vienas šalia kito.

Yra ir vidurinių kelių. Linijinė prijungiama optika (LPO) pašalina DSP iš modulio, išlaikant prijungiamą formą, o beveik -paketuota optika (NPO) perkelia optinius variklius arti -, bet ne į - jungiklio paketą. Daugelis operatorių tikisi šiandienos800G optiniai moduliai, LPO ir CPO gali egzistuoti kartu daugelį metų, kiekvienas naudojamas tinklo lygyje, kur yra prasmingi kompromisai.

Praneštas 1.6T diegimas: patvirtintas, pareikštas ir nepatvirtintas

Naudingiausias dalykas, kurį galime padaryti su sklindančia istorija, yra surūšiuoti ją pagal įrodymus.

Patvirtinti etapai

• 2024 m. kovo mėn. Broadcompristatytas Bailly, apibūdinamas kaip pirmasis pramonėje 51,2 Tbps CPO Ethernet jungiklis, suporuojantis Tomahawk 5 ASIC su aštuoniais 6,4 Tbps silicio fotonikos optiniais varikliais.
• Iki 2025 m. „Broadcom“ ekosistemos sistemų kūrėjai perkėlė „Bailly“{1}}pagrįstus jungiklius į masinę gamybą, o „Broadcom“paskelbė trečiosios{0}}kartos CPOsu 200 G-per-juoste galimybe - karta, kuri įgalina vietinius 1.6T prievadus.
• NVIDIApaskelbė apie savo silicio fotonikos jungiklių linijas2025 m. kovo mėn., pristačius CPO tiek InfiniBand, tiek Ethernet platformoms.
• Pirmieji masiniai 1.6T prijungiamų siųstuvų-imtuvų gamybos užsakymai buvo paskelbti 2026 m. pradžioje, patvirtinant, kad 1.6T era prasidėjo ir prijungiamojoje pusėje.
• Kelių pardavėjų veikianti CPO techninė įranga buvo matoma tema pastaruoju metu OFC parodų aukštuose - žr. mūsų pastabas apiekas buvo tikra ir kas buvo ažiotažas OFC 2026.

Pardavėjo{0}}pateikti skaičiai (skaitykite apskaitą)

• „Broadcom“ praneša apie 70 % mažesnę optinio sujungimo galią, palyginti su prijungiamais siųstuvai-imtuvais. Tai yra sujungimo-lygio figūra, o ne įrenginio-pirmasis lygis.
• Komutatorių gamintojai, kūrę „Bailly“ platformą, savo etalonuose pranešė apie 30–40 % sistemos{0}}lygio sutaupymą, palyginti su visiškai užpildytomis prijungtomis sistemomis.
• NVIDIA gaminių medžiagosteigs, kad iki 5 kartų geresnis energijos vartojimo efektyvumas dėl bendrai supakuotos optikos, palyginti su prijungiamaisiais siųstuvu-imtuvais, taip pat atsparumo ir diegimo{2}}greičio pranašumai.

Nepatvirtintas 2026 m. birželio mėn

• Teiginys, kad Kinijos debesų paslaugų teikėjas 2026 m. balandžio mėn. pristatė pirmąjį šalyje komercinį 1,6T CPO klasterį, įskaitant daugiau nei 5 000 CPO jungiklių vienoje vietoje.
• Konkretūs su šiuo teiginiu susiję rezultatai: 45 % mažesnės bendros energijos sąnaudos, 52 % mažesnės aušinimo sąnaudos, 30 % didesnis serverio tankis, 60 % mažesnis -to{5}}galinis vėlavimas ir metinis sutaupymas daugiau nei 200 mln. kWh.
• Pranešama, kad kitos Kinijos debesų ir interneto įmonės antroje 2026 m. pusėje pristatys savo CPO grupes. Neradome jokių tai patvirtinančių pirmosios- šalies pranešimų.

Visa tai nereiškia, kad diegimas neįvyko - dideli operatoriai kartais diegia tyliai. Tai reiškia, kad teiginiai turėtų būti pažymėti kaip nepatvirtinti, kol pasirodys oficialus pranešimas, techninis dokumentas arba patikrintų bandymų duomenys. Ir bet koks „pirmas pasaulyje“ kadravimas turi susidurti su faktu, kad CPO sistemos buvo gabenamos už Kinijos ribų nuo 2024 m.

Galia, aušinimas ir delsa: kaip skaityti skaičius

Kuri „galia“ išsaugoma?

Galios teiginiai apie CPO egzistuoja keturiais skirtingais lygiais, o jų sumaišymas yra dažniausia šios temos aprėpties klaida.

• Optinis sujungimo maitinimas- optika ir juos maitinantis elektrinis kanalas. Čia galioja 70 %-klasės skaičiai.
• Perjungti sistemos maitinimą- visas jungiklis, įskaitant ASIC, aušinimą ir valdymo plokštumą. Ankstyvieji gamybos etalonai leidžia sutaupyti maždaug 30–40 %.
• Stovas ir aušinimo galia- priklauso nuo aušinimo konstrukcijos. CPO koncentruoja šilumą jungiklio pakete, o daugumoje konstrukcijų numatomas aušinimas skysčiu.
• Bendra įrenginio galia- dominuoja GPU, saugykla ir aušinimas. Tinklų kūrimas yra mažuma, todėl net ir daug sutaupius sujungus, daugumoje AI duomenų centrų įrenginių lygiu pasikeičia vieno{2} skaitmens procentas.

Štai kodėl teiginiui, pvz., „CPO sumažino bendrą duomenų centro galią 45 %“, reikia nepaprastų įrodymų: jungiklio lygio technologija paprastai negali pati perkelti įrenginio sumos tiek daug.

Latencija

Pašalinus DSP ir retimerio etapus, CPO gali nuskusti dešimtis nanosekundžių per vieną apynį. Visoje didelėje-pakopų audinyje, kuris sumuojasi, o glaudžiai sinchronizuotiems mokymo darbams tai gali būti svarbu. Jame nepalaikomas bendras teiginys „60 % mažesnės pabaigos-to{5}}delsavimas“, nes atsakymo laikui nuo pabaigos- iki pabaigos dominuoja skaičiavimas, programinė įranga ir eilės, o ne nuorodos sluoksnis.

Aušinimas ir tankis

Pašalinus karštai prijungiamus modulius nuo priekinės plokštės, gali pagerėti oro srautas ir sudaryti tankesnes konfigūracijas, o tai gali sumažinti aušinimo sąnaudas pralaidumo vienetui panašiomis sąlygomis. Nauda yra reali, bet priklauso nuo konfigūracijos{1}}, ir ji pateikiama kartu su nauju reikalavimu: valdyti karštesnį, tankesnį jungiklių paketą, paprastai su aušinimo skysčiu.

Komercializacijos laiko juosta ir pagrindiniai žaidėjai

Patikrinamas lankas atrodo taip. Tyrimų programos ir standartai, įskaitant OIF bendro-pakavimo sistemą, buvo vykdomi 2020 m. pradžioje. „Broadcom“ išsiuntė „Bailly“ klientams 2024 m. kovo mėn. ir tais metais ją viešai parodė OFC. 2025 m. „Bailly“{7}}pagrįstos sistemos pradėjo masinę gamybą, NVIDIA paskelbė apie savo fotonikos jungiklių linijas, o „Broadcom“ detalizavo 200 G-per{10}}trečiosios{11}}kartos CPO, skirtą 1,6 T prievadams. 2026 m. pradėjo pristatyti NVIDIA Quantum{15}}X InfiniBand Photonics sistemas, o Spectrum-X Ethernet Photonics planavo antrąjį metų pusmetį, o komponentų tiekėjai padidino lazerio ir šviesolaidžio{17}}masyvo pajėgumus, tikėdamiesi tikrosios apimties.

Kinijos ekosistema taip pat juda: vietiniai jungiklių pardavėjai demonstravo CPO prototipus, komponentų gamintojai į pasaulines CPO programas tiekia skaidulų matricų įrenginius ir didelio{0}}tankio optinius mazgus, o operatoriai vertina architektūrą. Vis dar trūksta viešųjų įrodymų, kad būtų patvirtinta didelė{2}} komercinė grupė, kaip aprašyta cirkuliuojančioje istorijoje.

Pirkėjams svarbus dar vienas niuansas: CPO pirmiausiai išplečiama-iš audinių - perjungimo pakopos, jungiančios serverius ir podukus -, o labai trumpos-padidėjimo nuorodos stovo viduje kol kas dažnai lieka varinės. Tai, kur laimi kiekviena terpė, yra pasiekiamumo, galios ir sąnaudų klausimas, į kurį mes einamevario ir pluošto AI duomenų centruose.

Kietosios dalys: patikimumas, aptarnavimas, kaina ir tiekimo grandinė

Straipsniuose, kuriuose išvardytos tik CPO privalumai, trūksta priežasčių, dėl kurių buvo priimtas sąmoningas, o ne momentinis.

• Lazerio patikimumas.Lazeriai yra vieni iš mažiausiai patikimų optinių komponentų, todėl daugumoje CPO konstrukcijų jie laikomi išoriniuose, prijungiamuose lazerio šaltiniuose, o ne pakuotės viduje.
• Lauko tarnyba.Nepavykus prijungti pakeičiama per kelias minutes; sugedusio optinio variklio CPO pakete negalima taisyti lauke{0}}. Operatoriams reikia planuoti atleidimą iš darbo, tausojančių strategijų ir pasitikėjimo ilgalaikiu-gedimų dažniu, prieš pradėdami dirbti ištisus audinius.
• Derliaus ir perdirbimo ekonomika.Bendras{0}}pakavimas sujungia brangų ASIC jungiklį su keliais optiniais varikliais, todėl vieno variklio defektas kelia pavojų visam agregatui. Žinomas-geras-štampavimo bandymas ir pakuočių derlius lemia išlaidų kreivę.
• Pluošto tvirtinimas ir kabelių tankis.Kiekvienas CPO jungiklis nutraukia tūkstančius skaidulų, išstumdamas tikslius skaidulų matricų įrenginius ir didelio{0}}tankio struktūrinius kabelius į pirmą planą - tas pats slėgis, jau matomasMPO kabeliai 800G{1}}klasės AI klasteriams.
• Standartizavimas ir antrasis tiekimas.Prijungiami moduliai gali būti keičiami tarp tiekėjų; CPO šiuo metu nėra. Pirkėjai saugo nuo vieno -tiekėjo užrakinimo-, kol nesubręsta sąveika.

Dėl šių priežasčių daugumoje prognozių -, įskaitant ir dideles, - aprašomas CPO augimas kartu su įjungiamomis ir LPO 2020 m. pabaigoje, pradedant nuo tankiausių dirbtinio intelekto audinių, o ne visiškai išstumiant prijungiamą optiką.

Apatinė eilutė

Bendra{0}}supakuota optika jau praėjo skaidrių programinės įrangos stadiją: produktai pristatomi, formuojasi ekosistema, o jos galios pranašumo fizika yra gerai dokumentuota kolegų-peržiūrėtuose darbuose ir tiekėjo atskleidimo dokumentuose. Patikrintas didelio masto -1,6 t CPO komercinis klasteris Kinijoje būtų svarbus įvykis, - tačiau nuo 2026 m. birželio mėn. konkretiems apyvartiniams teiginiams trūksta pirmųjų-šalių šaltinių, o jų antraščių skaičiai neryškina ribą tarp tinklų sujungimo galios ir bendros įrenginių galios. Kol pasirodys oficialūs dokumentai, laikykite juos kaip prognozes. Tačiau važiavimo kryptis nekelia abejonių: trumpesni elektros keliai, daugiau skaidulų ir optika, nuolat artėjanti prie silicio.

Redakcinė pastaba: pirmiau nurodyti pardavėjo duomenys pateikiami iš susietų viešų pranešimų ir produkto dokumentacijos. Teiginiai, pažymėti kaip nepatvirtinti, neturėjo pirmosios-šalies šaltinio, kurį galėtume rasti paskelbimo metu; šis straipsnis bus atnaujintas, jei pasirodys oficialūs dokumentai.