Credo：憑借SerDes IP技術，實現從芯片級到機架級的高效互聯(lián)
發(fā)布時間：2024-11-07 14:54:52 熱度：3376
11/07/2024，光纖在線訊，AI的廣泛應用推動著數據中心網絡架構和光互聯(lián)技術正經歷著一場革命性的變革。AI浪潮驅動海量數據處理需求快速增長，算力需求的提升除了依靠GPU卡等核心硬件的性能提升，還需要更高的系統(tǒng)通信和網絡通信能力作為支撐。
“AI集群的低利用率問題日益凸顯，而光互聯(lián)網絡延遲和帶寬不足不僅影響AI訓練的效率，還影響故障恢復的時間。SerDes憑借高數據傳輸速率和低功耗特性，成為數據中心內部連接和外部通信的首選方案?！盋redo銷售副總裁楊學賢介紹說。
Credo自2008年成立以來，憑借其核心的SerDes IP技術，已成功提供一系列光互聯(lián)解決方案，包括Line Card PHYs、光DSP、HiWire AEC、SerDes IP授權、2.5D/MCM Chiplets及P3(Pluggable Patch Panel)，覆蓋從芯片間（Die-to-Die、Chip-to-Chip）到機架間（Rack-to-Rack、Module-to-Module）的各個節(jié)點，滿足了不同層級的數據傳輸需求，為數據中心的高效運作提供了強有力的支持。
AEC為AI高速高密度連接而生
AEC是Credo于2018年推出的創(chuàng)新性產品，當時許多人并沒有意識到，這是一個很有價值的產品。在經過四、五年的發(fā)展之后，AEC改變了行業(yè)的一些規(guī)則。如今，AEC憑借其低功耗、輕便、高可靠性、標準化及兼容性，在數據中心高速光模塊市場中占據了獨特的競爭優(yōu)勢。AEC系列產品也成為Credo業(yè)績重要來源之一。
AEC是一種高性能銅纜解決方案，其獨特之處在于兩端均集成了基于Credo專有銅DSP技術的Retimer，負責實現端到端的信號傳輸。使用AEC時，系統(tǒng)僅需將信號傳輸至線纜的一端，大大簡化了信號處理流程?？蛻魧τ诙说蕉诵盘栙|量的保障一直有著高度關注。
與傳統(tǒng)無源DAC乃至某些場景中的AOC相比，AEC的優(yōu)勢顯著：
1. 低功耗特性：采用Credo業(yè)界低功耗著稱的DSP技術，400G AEC的單端功耗約為5瓦，相較于400G光模塊，功耗降低了約50%。
2. 輕便與靈活性：相較于笨重的無源DAC，AEC更輕巧、更細，便于彎曲和卷盤。在機架部署中，AEC的輕便特性使得布線更為簡便，且不會阻礙機架內空氣流通，影響散熱，從而提高了機架的管理和使用效率。
3. 獨特的功能優(yōu)勢：AEC在線纜端頭內置Credo低功耗DSP芯片，可實現傳輸速率的轉換。如AEC能夠將一端的單通道50G信號轉換為另一端的單通道100G傳輸速率。
4. 長壽命與高可靠性：由于AEC不含光學組件，其使用壽命長，可靠性極高，甚至可達無源DAC的100倍。AEC的有源設計使其不含易碎部件，更加堅固耐用，無論是在安裝時的彎曲、盤卷，還是在日常使用中的踩踏，都能保持性能穩(wěn)定。
5. 標準化與兼容性：AEC符合IEEE標準，具有廣泛的應用兼容性，可以無縫接入任何交換機和系統(tǒng)。
過去，AEC線纜產品已經在一些北美互聯(lián)網大廠的AI應用中得到了使用。如今，國內互聯(lián)網企業(yè)看到了AEC在AI應用中的價值，他們開始關注怎么把AEC用到國內數據中心中。在中國市場，許多大型數據中心運營商正在尋找能夠支持128x400G端口的交換機以及2X200G NIC卡的連接方案，Credo推出HiWire SHIFT AEC以滿足其需求。
“我們今年專門針對中國市場AI/ML網絡連接需求，根據其數據中心的速率、場景差異性和限制，開發(fā)了專門針對國內需求的、適用于400G Q112網絡接口的HiWire SHIFT AEC(有源電纜Active Electrical Cables)新系列產品。包括400G QSFP-112、200G QSFP-56和200G QSFP-112等多種速率產品，以支持低功耗和高可靠性的需求，滿足AI服務器與交換機之間的高速互連?！睏顚W賢介紹說。
Credo的營銷副總裁Chris Collins詳細介紹了HiWire SHIFT AEC產品系列，該系列產品支持從100G到1.6T的廣泛速率范圍。他強調，與AOC產品相比，AEC在成本和功耗方面具有顯著優(yōu)勢，這主要得益于其集成了Credo自主研發(fā)的、采用先進DSP技術的retimer芯片的有源電纜設計。
在AI和機器學習（ML）領域，AEC因其比光纜高出一個或兩個數量級的連接可靠性而受到互聯(lián)網巨頭的青睞。這種高可靠性的連接解決方案幫助客戶顯著提升了算力集群的利用率，從而在數據中心的高性能計算和大數據處理中發(fā)揮了關鍵作用。
Chris Collins還指出，AEC的這些優(yōu)勢不僅降低了客戶的總體投入成本，還提高了數據中心的能效和可持續(xù)性，助力客戶構建更加高效、可靠的數據中心網絡，以支持他們日益增長的計算需求。
最全DSP系列，滿足多種AI場景需求
作為一家專注于多標準SerDes IP及Chiplet解決方案的公司，Credo已成功開發(fā)出單波通道50G~100G的DSP芯片，以滿足AI時代400G/800G光模塊需求。
Seagull系列是單通道50G DSP，采用第四代完全DSP架構，集成VCSEL驅動器，針對大規(guī)模生產進行成本優(yōu)化，可滿足于100G/ 200G/ 400G高速光模塊用于服務間、交換機間的連接。
Dove系列為單通道100G DSP，可提從集成VCSEL/ 硅光SiPh和EML驅動器，應用于800G單多模光模塊及AOCs有源光纜。
Dove850是世界上第一款針對 LRO 應用優(yōu)化的 DSP產品。在收端移除了DSP，但在發(fā)射端保留，可以節(jié)省一半的 DSP 功耗，且保持了非常好的網絡性能。800G光模塊，LRO的功耗可低于10 瓦，相比完整 DSP的 800G光模電塊（14 ~ 15 瓦），可節(jié)省 40% ~ 50%的功耗，且符合IEEE標準，易于大規(guī)模部署。
Dove480是一款可以實現不同時期網絡連接的多功能DSP，支持正向和反向兩種工作模式，以適應當前數據中心架構的多樣性。在許多應用場景中，客戶需要在同一系統(tǒng)中同時支持單通道50G NIC連接到單通道100G交換機端口。以中國市場為例，許多客戶使用的是51.2 T交換機，該交換機擁有128個400G端口；而服務器網絡端口可能是8 x 50G。盡管兩者的端口速率都是400G，但它們不能直接相連。可采用Dove480的反向模式創(chuàng)建一個具有4 x 100G電端口和8 x 50G光端口的收發(fā)器。接著，通過使用標準的400G SR收發(fā)器，可以將這些端口與8 x 50G的服務器連接起來。Dove480的這種靈活性使其能夠實現不同代設備之間的互聯(lián)。因此，隨著數據中心在不同時間對網絡的不同部分進行升級和操作，Dove480因其能夠適應多種連接需求而在行業(yè)中變得越來越重要。它不僅提高了設備的兼容性，還為客戶提供了更多的靈活性和便利，以支持他們不斷演進的網絡架構。
“高速SerDes芯片的設計是一個復雜的過程，它不僅需要跨領域的專家團隊緊密合作，還需要強大的資金作為后盾。Credo在這方面具備顯著優(yōu)勢，擁有充裕的資金來推動其下一代產品的研發(fā)和創(chuàng)新。2022年1月，Credo成功在納斯達克上市，通過首次公開募股（IPO）籌集了2.20億美元的資金。去年12月，公司通過增發(fā)股票再次籌集了1.75億美元。這一系列的資金注入為Credo在下一代224G DSP芯片的開發(fā)上提供了堅實的財務基礎。Credo有望在下一代產品的開發(fā)上取得更多突破，進一步鞏固其在行業(yè)中的領導地位?！闭雇磥?，楊學賢補充說。
16年的SerDes IP技術打磨 Credo的相信
在講到Credo的品牌故事時，楊學賢介紹說：Credo在英文、意大利語和拉丁語里面是believe，所以Credo相信員工、團隊，通過日積月累地打磨非常有競爭力的、適合客戶需要的、能夠給客戶帶來很多創(chuàng)新和價值的產品。相信帶領Credo一直往前走的領導團隊，由經驗資深、IEEE榮譽技術專家組成的核心的技術團隊，帶領Credo不斷創(chuàng)新。一方面，在設計時平衡好性能、功耗和尺寸，以及實現大規(guī)模生產制造等關鍵指標。依托其特色的創(chuàng)新設計，從28nm到16nm、12nm不斷提升和優(yōu)化，今天已經采用先進的7nm、5nm工藝的DSP，未來還將推出基于3nm工藝的DSP新品。另一方面則不斷地打破可量產產品的插損極限，從20dB提升到35dB，再到40dB和45dB，今天40dB SerDes已經夠量產了。
回顧Credo的發(fā)展歷程發(fā)現，Credo在過去的15年里做了很多的產品，所有的產品都是基于其獨有的低功耗、高性能、小尺寸的SerDes IP，開發(fā)出包括線卡PHY、光DSP、有源電纜（AEC），以及IP授權和小芯片（chiplet）等等。以下是Credo發(fā)展歷程中的關鍵年份和重要事件回顧：
Credo在2008年創(chuàng)立時，目標是完成56G PAM4的SerDes，彼時業(yè)界更多關注于NRZ，因此Credo的堅持和投入是一個相當漫長的過程。
2015年，Credo推出其首款產品，并且被第一家客戶使用，這是一款PHY Retimer產品。到目前為款，PHY Retimer芯片系列依然是Credo非常穩(wěn)定增長的產品線，并為未來更廣泛的產品系列打下了堅實的基礎。
2018年，Credo的Chiplet產品已經量產，并廣泛應用于數據中心交換機，甚至人工智能的超算集群。
2019年，Credo開啟了光系列產品—DSP系列，從此Credo的新品推進計劃加速，每年推出新一代的DSP產品。截止目前，Credo已經完成了五代光DSP產品，距離全球最先進的友商越來越近，并堅持創(chuàng)新形成自身的特色工藝，幫助客戶實現更佳的性能。
2020年，基于Credo的Retimer / DSP芯片產品， Credo再次推出了業(yè)界創(chuàng)新的AEC的產品，應用于400G、800G和1.6T及以上的高速光連接，相比于DAC和AOC產品，AEC擁有著輕便、高速率、可持續(xù)迭代等諸多優(yōu)勢。今天，越來越多的用戶看到了AEC電纜在AI應用中獨特的價值，繼北美互聯(lián)網公司之后，國內互聯(lián)網企業(yè)也開始關注如何把AEC用到國內數據中心中。因此，在今年，Credo專門針對國內數據中心市場，推出了適用于400G Q112網絡接口的HiWire SHIFT AEC新系列產品。
2023年，Credo再次發(fā)布創(chuàng)新的Pluggable Patch Panel產品，用于不同速率、不同端口的光模塊的連接，以解決整個系統(tǒng)級互聯(lián)的問題。
2024年，為了進一步解決AI集群在擴大規(guī)模和提升速率的同時，保持更好的能耗問題，Credo推出了線性接收光路（LRO）的解決方案。
在不久的將來，Credo仍在努力推新，預計2025年將發(fā)布支持1.6T光模塊的單波200G DSP產品。
“AI集群的低利用率問題日益凸顯，而光互聯(lián)網絡延遲和帶寬不足不僅影響AI訓練的效率，還影響故障恢復的時間。SerDes憑借高數據傳輸速率和低功耗特性，成為數據中心內部連接和外部通信的首選方案?！盋redo銷售副總裁楊學賢介紹說。
Credo自2008年成立以來，憑借其核心的SerDes IP技術，已成功提供一系列光互聯(lián)解決方案，包括Line Card PHYs、光DSP、HiWire AEC、SerDes IP授權、2.5D/MCM Chiplets及P3(Pluggable Patch Panel)，覆蓋從芯片間（Die-to-Die、Chip-to-Chip）到機架間（Rack-to-Rack、Module-to-Module）的各個節(jié)點，滿足了不同層級的數據傳輸需求，為數據中心的高效運作提供了強有力的支持。
AEC為AI高速高密度連接而生
AEC是Credo于2018年推出的創(chuàng)新性產品，當時許多人并沒有意識到，這是一個很有價值的產品。在經過四、五年的發(fā)展之后，AEC改變了行業(yè)的一些規(guī)則。如今，AEC憑借其低功耗、輕便、高可靠性、標準化及兼容性，在數據中心高速光模塊市場中占據了獨特的競爭優(yōu)勢。AEC系列產品也成為Credo業(yè)績重要來源之一。
AEC是一種高性能銅纜解決方案，其獨特之處在于兩端均集成了基于Credo專有銅DSP技術的Retimer，負責實現端到端的信號傳輸。使用AEC時，系統(tǒng)僅需將信號傳輸至線纜的一端，大大簡化了信號處理流程?？蛻魧τ诙说蕉诵盘栙|量的保障一直有著高度關注。
與傳統(tǒng)無源DAC乃至某些場景中的AOC相比，AEC的優(yōu)勢顯著：
1. 低功耗特性：采用Credo業(yè)界低功耗著稱的DSP技術，400G AEC的單端功耗約為5瓦，相較于400G光模塊，功耗降低了約50%。
2. 輕便與靈活性：相較于笨重的無源DAC，AEC更輕巧、更細，便于彎曲和卷盤。在機架部署中，AEC的輕便特性使得布線更為簡便，且不會阻礙機架內空氣流通，影響散熱，從而提高了機架的管理和使用效率。
3. 獨特的功能優(yōu)勢：AEC在線纜端頭內置Credo低功耗DSP芯片，可實現傳輸速率的轉換。如AEC能夠將一端的單通道50G信號轉換為另一端的單通道100G傳輸速率。
4. 長壽命與高可靠性：由于AEC不含光學組件，其使用壽命長，可靠性極高，甚至可達無源DAC的100倍。AEC的有源設計使其不含易碎部件，更加堅固耐用，無論是在安裝時的彎曲、盤卷，還是在日常使用中的踩踏，都能保持性能穩(wěn)定。
5. 標準化與兼容性：AEC符合IEEE標準，具有廣泛的應用兼容性，可以無縫接入任何交換機和系統(tǒng)。
過去，AEC線纜產品已經在一些北美互聯(lián)網大廠的AI應用中得到了使用。如今，國內互聯(lián)網企業(yè)看到了AEC在AI應用中的價值，他們開始關注怎么把AEC用到國內數據中心中。在中國市場，許多大型數據中心運營商正在尋找能夠支持128x400G端口的交換機以及2X200G NIC卡的連接方案，Credo推出HiWire SHIFT AEC以滿足其需求。
“我們今年專門針對中國市場AI/ML網絡連接需求，根據其數據中心的速率、場景差異性和限制，開發(fā)了專門針對國內需求的、適用于400G Q112網絡接口的HiWire SHIFT AEC(有源電纜Active Electrical Cables)新系列產品。包括400G QSFP-112、200G QSFP-56和200G QSFP-112等多種速率產品，以支持低功耗和高可靠性的需求，滿足AI服務器與交換機之間的高速互連?！睏顚W賢介紹說。
Credo的營銷副總裁Chris Collins詳細介紹了HiWire SHIFT AEC產品系列，該系列產品支持從100G到1.6T的廣泛速率范圍。他強調，與AOC產品相比，AEC在成本和功耗方面具有顯著優(yōu)勢，這主要得益于其集成了Credo自主研發(fā)的、采用先進DSP技術的retimer芯片的有源電纜設計。
在AI和機器學習（ML）領域，AEC因其比光纜高出一個或兩個數量級的連接可靠性而受到互聯(lián)網巨頭的青睞。這種高可靠性的連接解決方案幫助客戶顯著提升了算力集群的利用率，從而在數據中心的高性能計算和大數據處理中發(fā)揮了關鍵作用。
Chris Collins還指出，AEC的這些優(yōu)勢不僅降低了客戶的總體投入成本，還提高了數據中心的能效和可持續(xù)性，助力客戶構建更加高效、可靠的數據中心網絡，以支持他們日益增長的計算需求。
最全DSP系列，滿足多種AI場景需求
作為一家專注于多標準SerDes IP及Chiplet解決方案的公司，Credo已成功開發(fā)出單波通道50G~100G的DSP芯片，以滿足AI時代400G/800G光模塊需求。
Seagull系列是單通道50G DSP，采用第四代完全DSP架構，集成VCSEL驅動器，針對大規(guī)模生產進行成本優(yōu)化，可滿足于100G/ 200G/ 400G高速光模塊用于服務間、交換機間的連接。
Dove系列為單通道100G DSP，可提從集成VCSEL/ 硅光SiPh和EML驅動器，應用于800G單多模光模塊及AOCs有源光纜。
Dove850是世界上第一款針對 LRO 應用優(yōu)化的 DSP產品。在收端移除了DSP，但在發(fā)射端保留，可以節(jié)省一半的 DSP 功耗，且保持了非常好的網絡性能。800G光模塊，LRO的功耗可低于10 瓦，相比完整 DSP的 800G光模電塊（14 ~ 15 瓦），可節(jié)省 40% ~ 50%的功耗，且符合IEEE標準，易于大規(guī)模部署。
Dove480是一款可以實現不同時期網絡連接的多功能DSP，支持正向和反向兩種工作模式，以適應當前數據中心架構的多樣性。在許多應用場景中，客戶需要在同一系統(tǒng)中同時支持單通道50G NIC連接到單通道100G交換機端口。以中國市場為例，許多客戶使用的是51.2 T交換機，該交換機擁有128個400G端口；而服務器網絡端口可能是8 x 50G。盡管兩者的端口速率都是400G，但它們不能直接相連。可采用Dove480的反向模式創(chuàng)建一個具有4 x 100G電端口和8 x 50G光端口的收發(fā)器。接著，通過使用標準的400G SR收發(fā)器，可以將這些端口與8 x 50G的服務器連接起來。Dove480的這種靈活性使其能夠實現不同代設備之間的互聯(lián)。因此，隨著數據中心在不同時間對網絡的不同部分進行升級和操作，Dove480因其能夠適應多種連接需求而在行業(yè)中變得越來越重要。它不僅提高了設備的兼容性，還為客戶提供了更多的靈活性和便利，以支持他們不斷演進的網絡架構。
“高速SerDes芯片的設計是一個復雜的過程，它不僅需要跨領域的專家團隊緊密合作，還需要強大的資金作為后盾。Credo在這方面具備顯著優(yōu)勢，擁有充裕的資金來推動其下一代產品的研發(fā)和創(chuàng)新。2022年1月，Credo成功在納斯達克上市，通過首次公開募股（IPO）籌集了2.20億美元的資金。去年12月，公司通過增發(fā)股票再次籌集了1.75億美元。這一系列的資金注入為Credo在下一代224G DSP芯片的開發(fā)上提供了堅實的財務基礎。Credo有望在下一代產品的開發(fā)上取得更多突破，進一步鞏固其在行業(yè)中的領導地位?！闭雇磥?，楊學賢補充說。
16年的SerDes IP技術打磨 Credo的相信
在講到Credo的品牌故事時，楊學賢介紹說：Credo在英文、意大利語和拉丁語里面是believe，所以Credo相信員工、團隊，通過日積月累地打磨非常有競爭力的、適合客戶需要的、能夠給客戶帶來很多創(chuàng)新和價值的產品。相信帶領Credo一直往前走的領導團隊，由經驗資深、IEEE榮譽技術專家組成的核心的技術團隊，帶領Credo不斷創(chuàng)新。一方面，在設計時平衡好性能、功耗和尺寸，以及實現大規(guī)模生產制造等關鍵指標。依托其特色的創(chuàng)新設計，從28nm到16nm、12nm不斷提升和優(yōu)化，今天已經采用先進的7nm、5nm工藝的DSP，未來還將推出基于3nm工藝的DSP新品。另一方面則不斷地打破可量產產品的插損極限，從20dB提升到35dB，再到40dB和45dB，今天40dB SerDes已經夠量產了。
回顧Credo的發(fā)展歷程發(fā)現，Credo在過去的15年里做了很多的產品，所有的產品都是基于其獨有的低功耗、高性能、小尺寸的SerDes IP，開發(fā)出包括線卡PHY、光DSP、有源電纜（AEC），以及IP授權和小芯片（chiplet）等等。以下是Credo發(fā)展歷程中的關鍵年份和重要事件回顧：
Credo在2008年創(chuàng)立時，目標是完成56G PAM4的SerDes，彼時業(yè)界更多關注于NRZ，因此Credo的堅持和投入是一個相當漫長的過程。
2015年，Credo推出其首款產品，并且被第一家客戶使用，這是一款PHY Retimer產品。到目前為款，PHY Retimer芯片系列依然是Credo非常穩(wěn)定增長的產品線，并為未來更廣泛的產品系列打下了堅實的基礎。
2018年，Credo的Chiplet產品已經量產，并廣泛應用于數據中心交換機，甚至人工智能的超算集群。
2019年，Credo開啟了光系列產品—DSP系列，從此Credo的新品推進計劃加速，每年推出新一代的DSP產品。截止目前，Credo已經完成了五代光DSP產品，距離全球最先進的友商越來越近，并堅持創(chuàng)新形成自身的特色工藝，幫助客戶實現更佳的性能。
2020年，基于Credo的Retimer / DSP芯片產品， Credo再次推出了業(yè)界創(chuàng)新的AEC的產品，應用于400G、800G和1.6T及以上的高速光連接，相比于DAC和AOC產品，AEC擁有著輕便、高速率、可持續(xù)迭代等諸多優(yōu)勢。今天，越來越多的用戶看到了AEC電纜在AI應用中獨特的價值，繼北美互聯(lián)網公司之后，國內互聯(lián)網企業(yè)也開始關注如何把AEC用到國內數據中心中。因此，在今年，Credo專門針對國內數據中心市場，推出了適用于400G Q112網絡接口的HiWire SHIFT AEC新系列產品。
2023年，Credo再次發(fā)布創(chuàng)新的Pluggable Patch Panel產品，用于不同速率、不同端口的光模塊的連接，以解決整個系統(tǒng)級互聯(lián)的問題。
2024年，為了進一步解決AI集群在擴大規(guī)模和提升速率的同時，保持更好的能耗問題，Credo推出了線性接收光路（LRO）的解決方案。
在不久的將來，Credo仍在努力推新，預計2025年將發(fā)布支持1.6T光模塊的單波200G DSP產品。
