Co-Συσκευασμένα οπτικά (CPO)είναι μια αρχιτεκτονική διασύνδεσης που τοποθετεί τον οπτικό κινητήρα ακριβώς δίπλα στο διακόπτη ASIC ή στον επεξεργαστή, αντί να δρομολογεί ηλεκτρικά σήματα υψηλής ταχύτητας σε όλη την πλακέτα σε μονάδες που μπορούν να συνδεθούν στον μπροστινό-πίνακα. Για τα κέντρα δεδομένων τεχνητής νοημοσύνης, το CPO έχει σημασία επειδή επιτίθεται στους τρεις περιορισμούς που πλήττουν πρώτα τα συμβατικά οπτικά σε υψηλή ταχύτητα: ισχύς ανά bit, πυκνότητα εύρους ζώνης και ακεραιότητα ηλεκτρικού σήματος. Αυτό δεν είναι ένας νέος παράγοντας μορφής ενότητας. Είναι μια αλλαγή επιπέδου συστήματος-στον τρόπο με τον οποίο οι ηλεκτρικές και οπτικές λειτουργίες ενσωματώνονται μέσα σε έναν διακόπτη.
Η μετατόπιση δεν είναι πλέον θεωρητική. Στο GTC 2025, η NVIDIA παρουσίασε τους φωτονικούς διακόπτες Quantum-X και Spectrum-X με πυριτίου-φωτονικούς κινητήρες ενσωματωμένους στη συσκευασία και σεOFC 2025 ένα ευρύ φάσμα πωλητών παρουσίασε οπτικούς κινητήρες ενσωματωμένους σε πακέτα ASIC. Το ερώτημα για τις περισσότερες ομάδες δεν είναι πλέον αν το CPO είναι πραγματικό, αλλά πού και πότε ταιριάζει.
Τι είναι το Co-Συσκευασμένα οπτικά;
Το Co-Packaged Optics μετακινεί τον οπτικό κινητήρα - που μερικές φορές ονομάζεται φωτονικό chiplet - από την πρόσοψη στο υπόστρωμα του διακόπτη, κοντά στο ASIC. Ο στόχος είναι να συντομευτεί η ηλεκτρική διαδρομή μεταξύ του τσιπ και του σημείου όπου τα σήματα μετατρέπονται σε φως.
Σε μια παραδοσιακή αρχιτεκτονική με δυνατότητα σύνδεσης, ο διακόπτης ASIC μεταφέρει ηλεκτρικά σήματα υψηλής ταχύτητας-σε εκατοστά ίχνους PCB στους πομποδέκτες που είναι τοποθετημένοι στον μπροστινό πίνακα. Αυτό το μοντέλο είναι ώριμο, ευέλικτο και εύκολο στην εξυπηρέτηση. Ωστόσο, όπως ανά-οι ρυθμοί λωρίδων ανεβαίνουν στα 200G και πέρα, αυτές οι ηλεκτρικές διαδρομές καταναλώνουν ένα αυξανόμενο μερίδιο της συνολικής ισχύος του συστήματος και γίνονται πιο δύσκολο να σχεδιαστούν καθαρά.
Το CPO αλλάζει τη γεωμετρία. Το σήμα ταξιδεύει μόνο μερικά χιλιοστά ηλεκτρικά πριν μετατραπεί σε οπτικό, αντί 15 έως 30 cm σε μια πλακέτα. Το πρακτικό αποτέλεσμα, σε μια φράση: η οπτική είσοδος/έξοδος κινείται αρκετά κοντά στο τσιπ ώστε ένας διακόπτης να μπορεί να ωθήσει πολύ περισσότερο εύρος ζώνης με πολύ λιγότερη ηλεκτρική καταπόνηση.
Είναι το CPO το ίδιο με το Silicon Photonics;
Όχι, και η διάκριση έχει σημασία. Το Silicon photonics είναι μια πλατφόρμα κατασκευής που χρησιμοποιείται για την κατασκευή φωτονικών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων. Το CPO είναι μια αρχιτεκτονική συστήματος πουχρήσειςη φωτονική του πυριτίου ως τεχνολογία ενεργοποίησης. Οι φωτονικοί κινητήρες της NVIDIA, για παράδειγμα, είναι χτισμένοι στη διαδικασία COUPE της TSMC, η οποία στοιβάζει μια ηλεκτρονική μήτρα πάνω από μια φωτονική μήτρα - η φωτονική πυριτίου είναι το δομικό στοιχείο, η CPO είναι ο τρόπος με τον οποίο συναρμολογείται σε έναν διακόπτη.
Γιατί τα κέντρα δεδομένων AI ωθούν τα οπτικά πιο κοντά στο τσιπ
Τα συμπλέγματα τεχνητής νοημοσύνης δημιουργούν έντονη ανατολική-δυτική κίνηση μεταξύ GPU, επιταχυντών, αποθήκευσης και μεταγωγέων. Ο φόρτος εργασίας εκπαίδευσης και εξαγωγής συμπερασμάτων μετακινεί τεράστιους όγκους δεδομένων με αυστηρές απαιτήσεις καθυστέρησης και συνέπειας και ο οδικός χάρτης του δικτύου ξεπερνά αυτό που μπορεί να προσφέρει άνετα τα οπτικά-πίνακα.
Τρεις πιέσεις οδηγούν τη μετατόπιση και ενώνονται μεταξύ τους.
Το εύρος ζώνης κλιμακώνεται ταχύτερα από την ηλεκτρική πρόσβαση.Τα δίκτυα μετακινούνται από 400G σε 800G καιΟι οπτικές μονάδες 1.6T αναμένεται να εισέλθουν σε πρώιμη εμπορική ανάπτυξη περίπου το 2025 έως το 2026. Καθώς το εύρος ζώνης του διακόπτη ASIC διπλασιάζεται περίπου κάθε 18 έως 24 μήνες, ενώ η χρησιμοποιήσιμη ηλεκτρική εμβέλεια του χαλκού συρρικνώνεται με υψηλότερους ρυθμούς SerDes, το μοντέλο με δυνατότητα σύνδεσης στο μπροστινό-πίνακα έρχεται σε έναν τοίχο κάπου γύρω από την παραγωγή διακόπτη 102,4 Tbps.
Η ισχύς ανά bit είναι πλέον ένας αριθμός-επιπέδου διευκόλυνσης.Αυτή είναι η μέτρηση που ουσιαστικά κινεί τις αποφάσεις προμηθειών. Μια παραδοσιακή μονάδα με δυνατότητα σύνδεσης 800G τρέχει περίπου 15 έως 20 picojoules ανά bit. Οι υλοποιήσεις CPO στοχεύουν περίπου 5 pJ/bit, με μια αξιόπιστη διαδρομή κάτω από αυτό. Αυτό υποστηρίζουν ανεξάρτητες επιδείξεις -Το chiplet οπτικού I/O της Intel καταναλώνει περίπου 5 pJ/bit έναντι περίπου 15 pJ/bit για συνδεόμενες μονάδες. Σε εκατοντάδες χιλιάδες θύρες σε ένα μεγάλο εκπαιδευτικό σύμπλεγμα, η εξοικονόμηση 10 έως 15 watt ανά θύρα αθροίζει μεγαβάτ σε επίπεδο κτιρίου. Με ένα μόνο ράφι υψηλής-άκρου που προβλέπεται να αντλεί εκατοντάδες κιλοβάτ, κάθε watt που δεν δαπανάται στο δίκτυο είναι ένα watt διαθέσιμο για υπολογισμό.
Η πυκνότητα του μπροστινού{0}}του πλαισίου είναι μια σκληρή οροφή.Περισσότερο εύρος ζώνης σημαίνει περισσότερες θύρες, περισσότερη καλωδίωση, περισσότερη θερμότητα και δυσκολότερη ροή αέρα. Υπάρχει μόνο τόση πρόσοψη, και τα πωματιζόμενα κλουβιά ανταγωνίζονται για αυτό. Η μετακίνηση της μετατροπής στο υπόστρωμα αφαιρεί αυτό το γεωμετρικό όριο.
Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το CPO είναι πιο σχετικό με μεγάλα περιβάλλοντα AI, HPC, cloud και υπερκλίμακας - τα μέρη όπου φτάνουν πρώτα αυτές οι τρεις πιέσεις. Δεν έχει σχεδιαστεί για να αντικαθιστά κάθε μονάδα σε κάθε κέντρο δεδομένων.
Αρχιτεκτονική CPO με μια ματιά
Βοηθά να δούμε το CPO ως ένα σύνολο δομικών στοιχείων παρά ως ένα μεμονωμένο πράγμα. Κάθε ένα μεταφέρει ένα πρόβλημα κάπου καινούργιο.
| Οικοδομικό τετράγωνο | Τι κάνει | Γιατί έχει σημασία στο CPO |
|---|---|---|
| Εναλλαγή ASIC | Εναλλάσσει την κυκλοφορία. φιλοξενεί τις-λωρίδες εισόδου/εξόδου υψηλής ταχύτητας | Καθώς αυξάνεται η χωρητικότητα, ο αριθμός λωρίδων και η ταχύτητα λωρίδας ανεβαίνουν και οι δύο, επιβαρύνοντας την ηλεκτρική απόσταση |
| Οπτικός κινητήρας (φωτονικό chiplet) | Μετατρέπει το ηλεκτρικό σε οπτικό και πίσω | Κάθεται πάνω ή δίπλα στο υπόστρωμα ASIC, καταρρέοντας την ηλεκτρική διαδρομή σε χιλιοστά |
| Εξωτερική πηγή λέιζερ | Παρέχει το φως που διαμορφώνει ο κινητήρας | Κρατήστε μακριά το πιο ζεστό μέρος της συσκευασίας για αξιοπιστία. Συχνά πεδίο-αντικαταστάσιμο για την αντιμετώπιση του πιο επιρρεπούς στοιχείου-αστοχίας |
| Σύζευξη ινών-σε-τσιπ | Ευθυγραμμίζει τις συστοιχίες ινών και τους συνδέσμους στον κινητήρα | Στο εσωτερικό-το-πλαίσιο η δρομολόγηση ινών και η ανοχή ευθυγράμμισης γίνονται πρώτα-σχεδιαστικά ζητήματα |
| Διαχείριση και παρακολούθηση | Διαγνωστικά, απομόνωση βλαβών, θερμική τηλεμετρία | Πολύ πιο κρίσιμο από ό,τι με τα βύσματα, καθώς ο κινητήρας είναι ενσωματωμένος και όχι αντικαταστάσιμος |
Αξίζει να σταθούμε στη στρατηγική λέιζερ, γιατί εκεί οι πωλητές λύνουν αθόρυβα το πρόβλημα της επισκευής. Δεδομένου ότι το λέιζερ είναι το-το πιο επιρρεπές τμήμα μιας οπτικής σύνδεσης, πολλά σχέδια χρησιμοποιούν εξωτερικό λέιζερ με δυνατότητα σύνδεσης. Οι φωτονικοί διακόπτες της NVIDIA, για παράδειγμα, τροφοδοτούν οκτώ κινητήρες 1,6 Tbps από μια ενιαία αντικαταστάσιμη μονάδα λέιζερ, η οποία μειώνει επίσης τον αριθμό των λέιζερ που απαιτούνται ανά μονάδα εύρους ζώνης. Σε λειτουργικούς όρους, ο κύριος δείκτης θανάτου λέιζερ είναι μια σταθερή αύξηση του ρεύματος πόλωσης λέιζερ ενώ η οπτική έξοδος παραμένει σταθερή - τηλεμετρία που τα συστήματα παρακολούθησης πρέπει να παρακολουθούν αντί να βασίζονται μόνο στην ισχύ λήψης.
Τι ακριβώς αλλάζει όταν τα οπτικά πλησιάζουν στο ASIC;
"Τι αλλάζει ο CPO" είναι το μέρος που οι περισσότερες επισκοπήσεις αφήνουν ασαφές. Συγκεκριμένα, αλλάζει πέντε πράγματα ταυτόχρονα και μια ομάδα που αξιολογεί το CPO θα πρέπει να αιτιολογεί το καθένα ξεχωριστά και όχι ως μια ενιαία συναλλαγή.
Σχέδιο διακόπτη.Η οπτική σταματά να είναι μια αντικαταστάσιμη μονάδα που διαθέτει ο χειριστής και αρχίζει να αποτελεί μέρος της πλακέτας που σχεδιάζει ο OEM. Ο επαναχρονιστής DSP που ρυθμίζει τα σήματα για ένα μακρύ ίχνος PCB μπορεί συχνά να εξαλειφθεί εντελώς, από όπου προέρχεται μεγάλο μέρος της εξοικονόμησης ενέργειας.
Θερμική διαχείριση.Ο οπτικός κινητήρας βρίσκεται τώρα δίπλα σε ένα-ASIC υψηλής ισχύος. Τα λέιζερ, οι διαμορφωτές και ειδικά οι συντονιστές δακτυλίου είναι σχεδιασμοί που βασίζονται σε δακτυλίους-ευαίσθητους στη θερμοκρασία-χρειάζονται σταθερό μικρό-έλεγχο του θερμαντήρα για να συγκρατούν το φωτονικό IC στη θερμοκρασία. Οι θερμικές ζώνες μέσα στο διακόπτη γίνονται σχεδιαστικό πρόβλημα, όχι εκ των υστέρων.
Διαχείριση ινών.Η μετατροπή που συμβαίνει στο υπόστρωμα σημαίνει ότι η ίνα πρέπει να δρομολογηθεί, να ασφαλιστεί και να ευθυγραμμιστείμέσατο κουτί. Η αξιοπιστία του συνδετήρα, η απόδοση κάμψης και η ανοχή ευθυγράμμισης μετακινούνται από την "ανησυχία καλωδίωσης" στην "ανησυχία απόδοσης συστήματος".
Συντήρηση.Ένας τεχνικός μπορεί να τραβήξει και να αντικαταστήσει έναν πομποδέκτη μπροστινού-πίνακα σε δευτερόλεπτα. Δεν μπορεί να αντικατασταθεί με αυτόν τον τρόπο ένας-συσκευασμένος κινητήρας. Η εξοικονόμηση, η επισκευή, η απομόνωση σφαλμάτων και αυτό που οι χειριστές αποκαλούν "ακτίνα έκρηξης" - πόσο μειώνεται όταν ένα στοιχείο αστοχεί - αλλάζουν όλα.
Προμήθεια και κύκλος ζωής.Τα pluggable δίνουν στους χειριστές μόχλευση: πολλαπλοί διαλειτουργικοί προμηθευτές, εύκολα ανταλλακτικά, σταδιακές αναβαθμίσεις. Ένα πιο ολοκληρωμένο οπτικό σύστημα περιορίζει αυτό το πεδίο και συνδέει τα οπτικά με τον κύκλο ζωής του διακόπτη. Αυτό είναι ένα πραγματικό κόστος που δεν έχει καμία σχέση με την οπτική απόδοση.
Η ειλικρινής περίληψη είναι ότι το CPO δεν μειώνει απλώς την ισχύ. Μετακινεί την πολυπλοκότητα - εκτός της ηλεκτρικής διαδρομής και στη συσκευασία, τη θερμική σχεδίαση, την απόδοση και τις εργασίες πεδίου.
CPO vs Pluggable Optics vs LPO: Ποιο να επιλέξετε;
Το CPO συνήθως σταθμίζεται έναντι δύο εναλλακτικών λύσεων: τα συμβατικά συνδεόμενα οπτικά και τα γραμμικά πρίζα οπτικά (LPO). Σχετίζονται, αλλά επιλύουν διαφορετικά προβλήματα και για πολλές ομάδες η ρεαλιστική σχεδόν-επιλογή είναι μεταξύ pluggable και LPO, με το CPO να παρακολουθείται για την επόμενη γενιά πλατφόρμας.
| Αρχιτεκτονική | Εκεί που κάθεται η οπτική | Κύριο πλεονέκτημα | Κύριος περιορισμός | Καλύτερη εφαρμογή |
|---|---|---|---|---|
| Συνδεόμενα οπτικά | Κλουβί μονάδας μπροστινού-πίνακα | Ώριμη, πολλών-προμηθευτών,-με δυνατότητα ανταλλαγής, βάσει προτύπων- | Υψηλότερη ισχύς ανά bit (~15–20 pJ/bit στα 800 G) και ηλεκτρικά όρια-προσέγγισης σε υψηλή ταχύτητα | Ευρεία ανάπτυξη κέντρων δεδομένων, επιχειρήσεων και τηλεπικοινωνιών |
| LPO | Μπροστινός-συντελεστής μορφής με δυνατότητα σύνδεσης, απλοποιημένη διαδρομή σήματος | Καταργεί το ενσωματωμένο DSP. συνήθως 30–50% χαμηλότερη ισχύς από τα πρίζα που βασίζονται στο DSP-, διατηρεί το λειτουργικό μοντέλο με δυνατότητα σύνδεσης | Απαιτεί αυστηρότερο έλεγχο ακεραιότητας-σήματος επιπέδου-του συστήματος. μικρότερης εμβέλειας | Σύνδεσμοι μικρής-προσέγγισης, ισχυρής-ευαίσθητης τεχνητής νοημοσύνης |
| CPO | Οπτικός κινητήρας στο υπόστρωμα ASIC διακόπτη | Υψηλότερη πυκνότητα εύρους ζώνης και χαμηλότερη ισχύς ανά bit (~5 pJ/bit στόχος). αφαιρεί την οροφή πυκνότητας του μπροστινού-πάνελ | Πιο σκληρή λειτουργικότητα, συσκευασία, θερμικός σχεδιασμός και ωριμότητα οικοσυστήματος | Υψηλής{0}}κλίμακας εναλλαγή AI/HPC, ειδικά κλιμάκωση-υφασμάτων |
Ένα πρακτικό πλαίσιο απόφασης:
- Επιλέξτε οπτικά με δυνατότητα σύνδεσηςόταν η λειτουργική ευελιξία, η εξοικονόμηση πολλών-προμηθευτών και η γρήγορη αντικατάσταση πεδίου έχουν μεγαλύτερη σημασία - που εξακολουθούν να είναι τα περισσότερα δίκτυα.
- Σκεφτείτε το LPOόταν χρειάζεστε χαμηλότερη ισχύ και καθυστέρηση σε κοντινές αποστάσεις, αλλά θέλετε να διατηρήσετε το γνωστό μοντέλο με δυνατότητα σύνδεσης. Το LPO είναι η γέφυρα χαμηλότερου-κινδύνου και έχει εξέχοντες υποστηρικτές - στο OFC 2025, συνέχισε ο συνιδρυτής της Arista- Andy Bechtolsheimεπιχειρηματολογήσουν για το LPO ως την καλύτερη εναλλακτική λύση κοντά-.
- Παρακολούθηση CPOόταν η πυκνότητα εύρους ζώνης, η ισχύς ανά bit και η μακροπρόθεσμη κλιμάκωση μετά τα 800G υπερβαίνουν το επίπεδο της λειτουργικότητας της ενότητας-του επιπέδου της δυνατότητας συντήρησης - και ειδικά για την κλιμάκωση-υφασμάτων εντός συστάδων τεχνητής νοημοσύνης.
Το πλαίσιο που βοηθά περισσότερο: το CPO δεν είναι μια απόφαση αγοράς λειτουργικών μονάδων, είναι μια απόφαση αρχιτεκτονικής συστήματος μεταγωγής-. Αντιμετωπίστε το έτσι και το μεγαλύτερο μέρος της σύγχυσης ξεκαθαρίζει.
Πλεονεκτήματα της Co-Συσκευασμένης οπτικής για δίκτυα AI
Το κύριο πλεονέκτημα είναι η απόδοση ισχύος σε κλίμακα. Η Broadcom ισχυρίζεται περίπου 30% εξοικονόμηση ενέργειας και 40% χαμηλότερο κόστος οπτικής ανά bit από την πλατφόρμα CPO της, παράλληλα με πυκνότητα εύρους ζώνης της τάξης του 1 Tbps ανά χιλιοστό. Το ενεργειακό κενό-ανά-bit - περίπου 15 pJ/bit για τα pluggables έναντι ενός στόχου 5 pJ/bit για το CPO - είναι αυτό που μετατρέπεται σε μεγαβάτ{11}}επιπέδου εγκατάστασης σε ένα μεγάλο σύμπλεγμα.
Η πυκνότητα εύρους ζώνης είναι το δεύτερο πλεονέκτημα και είναι δομικό και όχι αυξητικό. Φεύγοντας από την πρόσοψη, το CPO αφαιρεί την οροφή του μπροστινού-του πλαισίου που περιορίζει τα σχέδια που μπορούν να συνδεθούν όταν η χωρητικότητα του διακόπτη περάσει περίπου τα 102,4 Tbps. Η καθυστέρηση μπορεί επίσης να βελτιωθεί όπου η διαδρομή του σήματος απλοποιείται, αν και η καθυστέρηση θα πρέπει πάντα να κρίνεται σε επίπεδο πλήρους συστήματος, όχι μόνο στον οπτικό κινητήρα.
Τα δεδομένα αξιοπιστίας αρχίζουν επίσης να φτάνουν, κάτι που έχει σημασία για μια τεχνολογία που έχει κολλήσει εδώ και καιρό στην «υποσχόμενη». Τον Οκτώβριο του 2025, η Broadcom ανέφερε ότι η Meta δοκίμασε τη λύση CPO της για ένα εκατομμύριο-ώρες σύνδεσης χωρίς ούτε ένα πτερύγιο συνδέσμου σε χαρακτηρισμό εργαστηρίου υψηλής-θερμοκρασίας - το είδος των αποδεικτικών στοιχείων που χρειάζονται οι χειριστές προτού εμπιστευτούν τα μη-μη επισκευάσιμα οπτικά στην παραγωγή.
Προκλήσεις CPO και εμπόδια ανάπτυξης
Οι προκλήσεις είναι πραγματικές και ως επί το πλείστον δεν είναι οπτικές. Είναι προβλήματα συσκευασίας, θερμότητας, λειτουργίας και οικοσυστήματος.
Θερμική διαχείρισηείναι το πιο δύσκολο. Ο κινητήρας βρίσκεται δίπλα σε ένα ζεστό ASIC και ειδικότερα οι συντονιστές δακτυλίου απαιτούν ενεργή θέρμανση για να παραμείνουν σε-μήκος κύματος -, επομένως ο σχεδιασμός πρέπει να διαχειρίζεται τη θερμότητα που παράγει και εξαρτάται από τον κινητήρα. Η μετατόπιση της θερμοκρασίας απειλεί άμεσα τη μακροπρόθεσμη-αξιοπιστία.
Συσκευασία και απόδοσηέλα επόμενο. Η συν-ενσωμάτωση ηλεκτρονικών και φωτονικών μήτρων απαιτεί προηγμένη συσκευασία, σφιχτή ευθυγράμμιση και μεθόδους δοκιμής που ακόμη ωριμάζουν. Απόδοση και δυνατότητα κατασκευής, όχι ακατέργαστη οπτική απόδοση, συχνά πύλη παραγωγής όγκου.
Δυνατότητα συντήρησης και ακτίνα έκρηξηςαλλάξτε το λειτουργικό μοντέλο. Οι συνδεόμενες πηγές λέιζερ μετριάζουν τη χειρότερη περίπτωση, αλλά οι χειριστές εξακολουθούν να χάνουν την απλή ροή εργασίας "τραβήξτε και αντικαταστήστε" και την άνεση πολλών εναλλάξιμων προμηθευτών.
Ετοιμότητα οικοσυστήματοςτο δένει μεταξύ τους. Το CPO εξαρτάται από τον συντονισμό μεταξύ προμηθευτών πυριτίου διακόπτη-, προμηθευτών οπτικών-κινητήρων, κατασκευαστών λέιζερ, παρόχων συνδεσιμότητας οπτικών ινών, συνεργατών συσκευασίας και χειριστή cloud, ευθυγραμμισμένους με τις προδιαγραφές από φορείς όπως οιΦόρουμ οπτικής εργασίας στο Διαδίκτυο (OIF)και IEEE. Αυτός ο συντονισμός διαμορφώνεται αλλά δεν έχει ολοκληρωθεί.
Η συναίνεση της αγοράς αντικατοπτρίζει αυτό. Ακόμη και οι αναλυτές επιδοκιμάζουν την τεχνολογία -Η SemiAnalysis δεν αναμένει καμπύλη ταχείας υιοθέτησης για-κλιμάκωση του CPO μεταξύ υπερκλιμακωτών στο εγγύς μέλλον, ακόμη και όταν οι ίδιοι φορείς εκμετάλλευσης δεσμεύονται έναντι των προμηθευτών για αύξηση-. Το CPO αναπτύσσεται πρώτα εκεί που τα οφέλη δικαιολογούν ξεκάθαρα την πολυπλοκότητα: πολύ μεγάλα εργοστάσια τεχνητής νοημοσύνης, υφάσματα υπερκλίμακας και συμπλέγματα HPC.
Πότε πρέπει τα κέντρα δεδομένων AI να εξετάσουν το ενδεχόμενο Co-Συσκευασμένων οπτικών;
Δώστε ιδιαίτερη προσοχή στο CPO εάν ο οδικός σας χάρτης περιλαμβάνει διακόπτες πολύ υψηλών-radix, συνδέσμους 800G ή 1.6T, μεγάλα συμπλέγματα GPU ή αυστηρούς στόχους ισχύος-ανά-bit - και ειδικά εάν η τρέχουσα σχεδίασή σας περιορίζεται ήδη από ισχύ, ψύξη, ακεραιότητα σήματος ή καθυστέρηση. Όταν το κόστος και η δυσκολία της κλιμάκωσης των pluggable αρχιτεκτονικών συνεχίζουν να αυξάνονται, οι ανταλλαγές-του CPO αρχίζουν να φαίνονται ευνοϊκές.
Η CPO μάλλον δεν είναι η σωστή άμεση κίνηση, εάν οι προτεραιότητές σας είναι η λειτουργική ευελιξία, η γρήγορη αντικατάσταση, η ευρεία επιλογή προμηθευτών και οι σταδιακές αναβαθμίσεις. Για τα περισσότερα εταιρικά και γενικής χρήσης-κέντρα δεδομένων, τα οπτικά με δυνατότητα σύνδεσης ώριμης ηλικίας εξακολουθούν να ταιριάζουν καλύτερα σήμερα, με το LPO ως μια επιλογή χαμηλότερης-τροφοδοσίας για βραχυπρόθεσμους-ευαίσθητους συνδέσμους-μικρής εμβέλειας.
Θα αντικαταστήσει το CPO τα Pluggable Optics;
Όχι βραχυπρόθεσμα. Οι συνδεόμενοι πομποδέκτες διαθέτουν ώριμη αλυσίδα εφοδιασμού, υποστήριξη ευρείας προτύπων, διαλειτουργικότητα πολλών-προμηθευτών και αποδεδειγμένο λειτουργικό μοντέλο και θα συνεχίσουν να εξυπηρετούν τις περισσότερες εφαρμογές κέντρων δεδομένων, επιχειρήσεων, τηλεπικοινωνιών και cloud.Τα προϊόντα CPO έτοιμα για ανάπτυξη-έφτασαν μόνο το 2025, με την πρώτη ανάπτυξη υπερκλίμακας-που αναμένονται το 2026 σε πλατφόρμες μεταγωγής επόμενης-γενιάς.
Η πιο ξεκάθαρη εικόνα είναι ένα πολυεπίπεδο οικοσύστημα. Τα συνδεόμενα οπτικά παραμένουν mainstream. Το LPO χρησιμεύει ως μια χαμηλότερη-γέφυρα ισχύος που διατηρεί το μοντέλο με δυνατότητα σύνδεσης. Και το CPO γίνεται κεντρικό εκεί όπου το εύρος ζώνης, η ισχύς και η πυκνότητα ξεπερνούν αυτό που μπορεί να κάνει τα μπροστινά-οπτικά πάνελ - πιο αποφασιστικά σε κλίμακα-τα υφάσματα τεχνητής νοημοσύνης, όπου είναι ο κύριος μοχλός της αύξησης του εύρους ζώνης για το τελευταίο μέρος αυτής της δεκαετίας. Το μέλλον δεν είναι μια αρχιτεκτονική που κερδίζει. Το καθένα ταιριάζει με διαφορετική απόδοση, κόστος και λειτουργική απαίτηση.
FAQ
Ε: Τι σημαίνει CPO;
A: CPO σημαίνει Co-Packaged Optics, μια αρχιτεκτονική που τοποθετεί τους οπτικούς κινητήρες κοντά στον διακόπτη ASIC ή στο πακέτο επεξεργαστή αντί στον μπροστινό πίνακα.
Ε: Είναι το CPO το ίδιο με το φωτονικό πυριτίου;
Α: Όχι. Το Silicon photonics είναι μια πλατφόρμα κατασκευής για την κατασκευή φωτονικών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων. Το CPO είναι μια αρχιτεκτονική συστήματος που μπορεί να χρησιμοποιήσει φωτονική πυριτίου ως τεχνολογία ενεργοποίησης.
Ε: Ποια είναι η διαφορά μεταξύ CPO και LPO;
Α: Το LPO διατηρεί τη μορφή της μονάδας με δυνατότητα σύνδεσης, αλλά αφαιρεί το ενσωματωμένο DSP για να μειώσει την ισχύ και τον λανθάνοντα χρόνο, εξοικονομώντας συνήθως 30 έως 50% σε σύγκριση με τα pluggable που βασίζονται στο DSP-. Το CPO μετακινεί τον οπτικό κινητήρα στο υπόστρωμα ASIC και αλλάζει ουσιαστικότερα την αρχιτεκτονική του συστήματος.
Ε: Το CPO μειώνει πραγματικά την κατανάλωση ενέργειας;
Α: Μειώνει την ενέργεια ανά bit ουσιαστικά - από περίπου 15 pJ/bit για συνδεδεμένους με δυνατότητα σύνδεσης προς έναν στόχο 5 pJ/bit - εξαλείφοντας τα μεγάλα ηλεκτρικά ίχνη και τους επαναχρονιστές DSP. Σημειώστε την απόχρωση: Το CPO είναι αποδοτικό ανά bit, αλλά δεν είναι εγγενώς ένα στοιχείο χαμηλής-ισχύς, καθώς τα λέιζερ και οι συντονιστές δακτυλίου εξακολουθούν να αντλούν ισχύ, συμπεριλαμβανομένου του θερμικού ελέγχου.
Ε: Τι ρόλο παίζει η φωτονική του πυριτίου στο CPO;
Α: Το Silicon photonics παρέχει τους ενσωματωμένους οπτικούς κινητήρες στην καρδιά των περισσότερων σχεδίων CPO. Η στοίβαξη μιας ηλεκτρονικής μήτρας σε μια φωτονική μήτρα - όπως στη διαδικασία COUPE της TSMC - είναι αυτή που επιτρέπει στον οπτικό κινητήρα να κάθεται στο υπόστρωμα του διακόπτη.
Ε: Ποια είναι τα κύρια εμπόδια στην υιοθέτηση του CPO;
Α: Θερμική διαχείριση δίπλα σε ένα ζεστό ASIC, πολυπλοκότητα συσκευασίας και απόδοσης, μειωμένη δυνατότητα συντήρησης πεδίου και μεγαλύτερη ακτίνα έκρηξης και ωριμότητα οικοσυστήματος και προτύπων. Κανένα από αυτά δεν αφορά κυρίως την οπτική απόδοση.
Ε: Είναι ακόμη το CPO διαθέσιμο στο εμπόριο;
Α: Προϊόντα έτοιμα για ανάπτυξη-αφίσθηκαν το 2025, με ορόσημα αξιοπιστίας, όπως η δοκιμή ενός-εκατομμυρίου-σύνδεσμου-ωρίας της Broadcom με το Meta. Οι πρώτες αναπτύξεις υπερκλίμακας-αναμένονται το 2026, αλλά η ευρεία υιοθέτηση θα είναι σταδιακή και άνιση.
Ε: Πρέπει τα κέντρα δεδομένων της επιχείρησης να ενδιαφέρονται για το CPO τώρα;
Α: Για τις περισσότερες επιχειρήσεις, όχι ως άμεση αγορά. Αξίζει να γίνει κατανοητό ως είσοδος χάρτη πορείας, αλλά τα συνδεόμενα οπτικά στοιχεία - και το LPO για ισχύ-ευαίσθητα σύντομες αποστάσεις - παραμένουν καλύτερα μέχρι το εύρος ζώνης, η ισχύς ή η πυκνότητα να επιβάλλουν πραγματικά την αλλαγή.
Σύναψη
Το Co-Packaged Optics είναι μια από τις πιο σημαντικές αρχιτεκτονικές αλλαγές στη δικτύωση κέντρων δεδομένων υψηλής-ταχύτητας. Μετακινώντας την οπτική μετατροπή στο υπόστρωμα του διακόπτη, μειώνει την ενέργεια ανά bit στα 5 pJ/bit, ανυψώνει την πυκνότητα εύρους ζώνης πέρα από την οροφή του μπροστινού-πίνακα και δίνει στα δίκτυα AI και HPC μια διαδρομή για κλίμακα πέραν των 800G και 1,6T. Τα στοιχεία έχουν μετακινηθεί από το slideware σε προϊόντα αποστολής και δεδομένα πραγματικής αξιοπιστίας.
Ωστόσο, το CPO δεν αποτελεί σταγόνα-για την αντικατάσταση των συνδεόμενων οπτικών. Εμπορεύεται ηλεκτρικά-προβλήματα πρόσβασης για συσκευασία, θερμικά, διαχείριση ινών-και λειτουργικά - και περιορίζει τους χειριστές μόχλευσης προμηθειών που έχουν συνηθίσει. Για τις περισσότερες ομάδες, η σωστή στάση είναι πολυεπίπεδη: διατηρήστε τα ώριμα συνδεδεμένα οπτικά μέσα όπου ταιριάζουν, χρησιμοποιήστε LPO για μικρότερη-ισχύ μικρής απόστασης και παρακολουθήστε το CPO για υφάσματα τεχνητής νοημοσύνης και HPC υψηλής{8}}επόμενης γενιάς υψηλής{8}}υψηλής πυκνότητας, ειδικά σε κλίμακα-. Η βασική νοητική μετατόπιση είναι απλή: το CPO δεν είναι μια απόφαση αγοράς λειτουργικών μονάδων, είναι μια απόφαση-μετάβασης για την αρχιτεκτονική συστήματος - και σε αυτή τη βάση, ανήκει ήδη σε οποιαδήποτε σοβαρή συνομιλία οδικού χάρτη δικτύου AI.
