漸進(jìn)式技術(shù)演進(jìn):從可插拔光模塊到共封裝光學(xué)(CPO)
從傳統(tǒng)可插拔光模塊向共封裝光學(xué)(CPO)的轉(zhuǎn)型并非一蹴而就,而是一個(gè)分階段、系統(tǒng)化的演進(jìn)過程,逐步實(shí)現(xiàn)帶寬、能效和信號(hào)完整性的多維提升。這一技術(shù)躍遷標(biāo)志著光通信與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的深度融合——通過將光器件向芯片端不斷靠近,最終達(dá)成更高帶寬、更低時(shí)延和更優(yōu)能效的突破性進(jìn)展。知名市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)Yole Développement(2022年3月)發(fā)布的報(bào)告清晰勾勒了這一轉(zhuǎn)型路徑,揭示了能效優(yōu)化與系統(tǒng)復(fù)雜度管理如何持續(xù)推動(dòng)CPO技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
現(xiàn)階段的光連接仍采用外置架構(gòu),通過可插拔光模塊內(nèi)置的MPO(多芯推拉式)連接器實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)仍需經(jīng)由PCB電氣走線在光模塊與ASIC芯片間傳輸,這種架構(gòu)不可避免地帶來功耗與延遲問題。雖然可插拔方案在800Gbps速率下仍具可行性,但更高傳輸速率的需求正推動(dòng)更先進(jìn)的集成技術(shù)發(fā)展。
板載光學(xué)技術(shù)(1.6Tbps階段)
為突破可插拔光模塊的局限,板載光學(xué)技術(shù)將光收發(fā)器直接集成到PCB上。這種設(shè)計(jì)縮短了電氣走線距離,從而提升散熱效能并優(yōu)化了信號(hào)傳輸質(zhì)量。MPC PIC連接器直接內(nèi)置于電路板,實(shí)現(xiàn)了更高的集成密度和更優(yōu)的能效表現(xiàn)。該技術(shù)通過從根本上解決電氣互連的固有難題,為后續(xù)技術(shù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
基板共封裝光學(xué)(3.2Tbps及以上)
CPO技術(shù)實(shí)現(xiàn)革命性突破,將光引擎直接集成到交換機(jī)基板上。該技術(shù)幾乎完全消除電氣走線,在顯著降低功耗和延遲的同時(shí),大幅提升了信號(hào)完整性。這種共封裝架構(gòu)不僅提供了更高的帶寬能力,更為下一代數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)大的可擴(kuò)展性鋪平了道路。
芯片級(jí)直連(Direct Optical)I/O技術(shù)(6.4Tbps及以上)
光互連演進(jìn)的終極階段采用芯片級(jí)直連I/O技術(shù),將光纖直接耦合至交換芯片,完全摒棄電氣互連需求,在能效、帶寬和系統(tǒng)性能等方面實(shí)現(xiàn)全面優(yōu)化。該技術(shù)將成為滿足未來人工智能(AI)、機(jī)器學(xué)習(xí)(ML)、高性能計(jì)算(HPC)及超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心嚴(yán)苛需求的關(guān)鍵架構(gòu)。
轉(zhuǎn)型的深層動(dòng)因
人工智能(AI)、大語言模型(LLM)、機(jī)器學(xué)習(xí)(ML)、高性能計(jì)算(HPC)及超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的迅猛發(fā)展,正持續(xù)推動(dòng)著對(duì)更高帶寬、更低功耗、更優(yōu)信號(hào)完整性,以及面向未來擴(kuò)展能力的迫切需求。隨著數(shù)據(jù)密集型工作負(fù)載的爆發(fā)式增長(zhǎng),傳統(tǒng)電氣互連技術(shù)已難以滿足性能要求。從可插拔光模塊向CPO乃至最終芯片級(jí)直連I/O的技術(shù)演進(jìn),將成為支撐下一代網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算應(yīng)用的關(guān)鍵基石。這一轉(zhuǎn)變將確保實(shí)現(xiàn):
更高帶寬:通過縮短電信號(hào)傳輸距離,來滿足數(shù)據(jù)量指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)
更低功耗:通過減少電互連損耗與發(fā)熱更優(yōu)信號(hào)完整性:采用直接光耦合最大限度減少信號(hào)衰減,提升傳輸效率未來可擴(kuò)展性:通過芯片級(jí)直連I/O技術(shù)實(shí)現(xiàn)拓展能力,為未來更高數(shù)據(jù)速率應(yīng)用提供支持
SENKO在光互連技術(shù)發(fā)展中的核心作用
SENKO始終處于光互連技術(shù)創(chuàng)新的最前沿,為從可插拔光模塊向新一代光架構(gòu)的轉(zhuǎn)型提供關(guān)鍵解決方案。其創(chuàng)新產(chǎn)品組合包括:
MPC連接器:為新興板載及共封裝應(yīng)用提供高密度光連接解決方案。該產(chǎn)品專為光纖直連芯片而設(shè)計(jì),可顯著降低傳輸損耗并提升系統(tǒng)能效
SN-MT與MPO卡口式連接器:面向下一代數(shù)據(jù)中心的高性能高密度互連需求,兼具緊湊型設(shè)計(jì)和高性能表現(xiàn),提供卓越的空間利用率
ELSFP(增強(qiáng)型大規(guī)??刹灏文K):面向未來設(shè)計(jì)的解決方案,滿足新一代光模塊的功耗與密度需求。該產(chǎn)品可完美適配超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的演進(jìn)架構(gòu),同時(shí)提供高帶寬與低功耗特性
先進(jìn)光背板解決方案:SENKO在背板光互連領(lǐng)域持續(xù)創(chuàng)新,為關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)境提供無縫高速數(shù)據(jù)傳輸支持
通過持續(xù)推動(dòng)光連接技術(shù)的創(chuàng)新,SENKO正助力數(shù)據(jù)中心和高性能計(jì)算環(huán)境實(shí)現(xiàn)更高吞吐量、更低延遲與更優(yōu)能效。隨著行業(yè)向更高速光通信解決方案邁進(jìn),SENKO的創(chuàng)新技術(shù)在確保無縫擴(kuò)展性、增強(qiáng)性能以及為AI驅(qū)動(dòng)和超大規(guī)模環(huán)境提供面向未來的連接能力方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。
結(jié)語
從可插拔光模塊向共封裝光學(xué)(CPO)和芯片級(jí)直連I/O的演進(jìn),標(biāo)志著光纖連接技術(shù)的關(guān)鍵突破。通過將光器件逐步集成至交換架構(gòu)近端,這一技術(shù)轉(zhuǎn)型有效滿足了人工智能(AI)、機(jī)器學(xué)習(xí)(ML)、高性能計(jì)算(HPC)及超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心日益增長(zhǎng)的需求。隨著SENKO等企業(yè)在光連接解決方案領(lǐng)域的持續(xù)引領(lǐng),高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的未來必將實(shí)現(xiàn)重塑數(shù)據(jù)中心架構(gòu)與性能基準(zhǔn)的重大突破。
內(nèi)容摘自SENKO網(wǎng)站技術(shù)博客專欄:https://www.senko.com/blog/