Zināšanas

Kas ir Co{0}}pakotā optika (CPO)?

Kopā{0}}pakotā optika ir slēdža arhitektūra, kas pārvieto elektrisko-uz-optisko pārveidi blakus slēdža silīcijam. Parastā sistēmā optika atrodas iekšāpievienojami optiskie moduļiuz slēdža priekšējās plāksnes, un elektriskie signāli pārvietojas vairākus centimetrus pa paneli - caur pēdām, savienotājiem un bieži vien retimera mikroshēmām -, pirms tos sasniedz. CPO sabrūk šajā attālumā: silīcija fotonikas optiskie dzinēji ir uzstādīti uz tā paša iepakojuma vai pamatnes kā slēdzis ASIC, samazinot elektrisko ceļu no centimetriem līdz milimetriem.

Brīva analoģija ir sūkņa pieskrūvēšana tieši uz tvertnes, tā vietā, lai starp tiem darbinātu garus, necaurlaidīgus cauruļvadus. Inženiertehniskais gadījums ir precīzāks par analoģiju. Ar 100 G un 200 G uz vienu elektrisko joslu, lai pārraidītu signālus pa garu paneļa kanālu, ir nepieciešami jaudas{4}}SerDes un DSP retimers, un zaudējumu budžets ar katru ātruma soli palielinās. Salīdzinoši{6}}recenzēta aptaujaOptoelektronikas robežas (Tan et al., 2023) apraksta CPO kā veidu, kā dramatiski saīsināt SerDes saiti, palielinot starpsavienojumu joslas platuma blīvumu un energoefektivitāti vietā, kur parastā pievienojamā optika vairs nespēj sekot līdzi datu centra trafika pieaugumam.

Lielākajai daļai CPO dizainparaugu ir vienādi elementi: ASIC slēdzis, vairāki silīcija fotonikas optiskie dzinēji, kas izvietoti ap to, ārējie lāzera avoti (parasti pievienojami, tāpēc bojātu lāzeru var nomainīt, nepieskaroties iepakojumam) un augsta -blīvuma šķiedru bloki, kas pārnes gaismu no iepakojuma malas uz priekšējo paneli.

Kāpēc AI datu centri cenšas panākt CPO

AI klasteros satiekas divi spiedieni. Pirmais ir joslas platums: moderns apmācības tīkls savieno tūkstošiem GPU, katram ir nepieciešams 800 G - un drīzumā 1,6 T - savienojamības, tāpēc optisko saišu skaits pieaug daudz ātrāk nekā serveru skaits. Otrais ir spēks. Starptautiskā Enerģētikas aģentūra projektē savāEnerģijas un AI ziņojumska globālais datu centru elektroenerģijas patēriņš līdz 2030. gadam vairāk nekā dubultosies līdz aptuveni 945 TWh, un mākslīgais intelekts ir vienīgais lielākais šī pieauguma virzītājspēks.

Tīklošana ir tikai viena daļa no šīs slodzes, taču tā ir strauji{0}}augoša. Pie 51,2 Tb/s uz vienu slēdzi pievienojamie moduļi, to DSP un garie elektriskie kanāli, kas tos baro, veido nozīmīgu daļu no slēdžu sistēmas jaudas, un šī daļa atkal palielinās pie 102,4 Tb/s un 1,6 T porta ātruma. Šī ir specifiskā problēma, kuras mērķis ir CPO - viena daļa no plašāka modeļa, par kuru esam rakstījušikāpēc AI darba slodze ir tik ļoti atkarīga no optisko šķiedru tīkliem.

CPO salīdzinājumā ar tradicionālo pieslēdzamo optiku

Abas pieejas ir visvieglāk izsvērt blakus.

Ir arī vidusceļi. Lineārā pieslēgtā optika (LPO) noņem DSP no moduļa, vienlaikus saglabājot pievienojamās formas koeficientu, un gandrīz -pakotne optika (NPO) pārvieto optiskos dzinējus tuvu -, bet ne uz - slēdža pakotni. Daudzi operatori sagaida šodienas800G optiskie moduļi, LPO un CPO, lai pastāvētu līdzās gadiem ilgi, un katrs tiek izmantots tīkla līmenī, kurā ir jēgas kompromisiem.

Paziņotā 1.6T izvietošana: apstiprināta, pieprasīta un nepārbaudīta

Visnoderīgākā lieta, ko mēs varam darīt ar cirkulējošo stāstu, ir sakārtot to pēc pierādījumiem.

Apstiprinātie atskaites punkti

• 2024. gada martā Broadcompiegādāts Bailly, kas aprakstīts kā nozarē pirmais 51,2 Tbps CPO Ethernet slēdzis, kas savieno Tomahawk 5 ASIC ar astoņiem 6,4 Tbps silīcija fotonikas optiskajiem dzinējiem.
• Līdz 2025. gadam sistēmu veidotāji Broadcom ekosistēmā pārcēla Bailly{1}}bāzētos slēdžus uz lielapjoma ražošanu un Broadcompaziņoja trešās -paaudzes CPOar 200 G-par-joslu iespēju - paaudze, kas nodrošina vietējos 1.6T portus.
• NVIDIApaziņoja par savām silīcija fotonikas slēdžu līnijām2025. gada martā, ieviešot CPO gan InfiniBand, gan Ethernet platformās.
• 2026. gada sākumā tika paziņoti pirmie 1,6 T pievienojamo raiduztvērēju apjoma ražošanas pasūtījumi, apstiprinot, ka 1,6 T ēra ir sākusies arī pievienojamo raiduztvērēju pusē.
• Darbojoša CPO aparatūra no vairākiem piegādātājiem bija redzama tēma nesenajos OFC izstāžu stāvos - skatīt mūsu piezīmes parkas bija īsts un kas bija ažiotāža OFC 2026.

Pārdevēja{0}}ziņotie skaitļi (lasiet grāmatvedību)

• Broadcom ziņo par aptuveni 70% mazāku jaudu optiskajam starpsavienojumam, salīdzinot ar pievienojamiem raiduztvērējiem. Tas ir savienojuma-līmeņa skaitlis, nevis objekta-pirmais līmenis.
• Slēdžu ražotāji, kas izmanto Bailly platformu, savos etalonos ir ziņojuši par sistēmas{0}}līmeņa ietaupījumiem 30–40% diapazonā, salīdzinot ar pilnībā apdzīvotām pievienojamām sistēmām.
• NVIDIA produktu materiālipretendējiet uz līdz pat 5 reizēm labāku energoefektivitāti, izmantojot tās kop-iepakoto optiku, salīdzinot ar pievienojamiem raiduztvērējiem, kā arī noturības un izvietošanas-ātruma priekšrocībām.

2026. gada jūnijā nav apstiprināts

• Apgalvojums, ka Ķīnas mākoņdatošanas pakalpojumu sniedzējs 2026. gada aprīlī uzsāka valstī pirmo komerciālo 1,6 T CPO klasteru, tostarp vairāk nekā 5000 CPO slēdžu vienā vietnē.
• Konkrētie rezultāti, kas pievienoti šim apgalvojumam: par 45% mazāks kopējais enerģijas patēriņš, par 52% zemākas dzesēšanas izmaksas, par 30% lielāks servera blīvums, par 60% mazāks -līdz{5}}latents un gada ietaupījums virs 200 miljoniem kWh.
• Tiek ziņots, ka citi Ķīnas mākoņdatošanas un interneta uzņēmumi 2026. gada otrajā pusē ieviesīs paši savus CPO klasterus. Mēs neatradām nevienu pirmās puses paziņojumu, kas to atbalstītu.

Nekas no tā nenozīmē, ka izvietošana nenotika - lieli operatori dažreiz izvieto klusi. Tas nozīmē, ka apgalvojumi ir jāapzīmē kā neapstiprināti, līdz tiek parādīts oficiāls paziņojums, tehniskais dokuments vai pārbaudīti testa dati. Un jebkuram "pasaulē pirmajām" ierāmējumam ir jācīnās ar faktu, ka CPO sistēmas tiek piegādātas ārpus Ķīnas kopš 2024. gada.

Jauda, ​​dzesēšana un latentums: kā lasīt skaitļus

Kura "vara" tiek glābta?

Jaudas apgalvojumi par CPO darbojas četros dažādos līmeņos, un to sajaukšana ir visizplatītākā kļūda šīs tēmas atspoguļošanā.

• Optiskā starpsavienojuma jauda- optika un elektriskais kanāls, kas tos baro. Šeit tiek piemēroti 70%-klases rādītāji.
• Pārslēdziet sistēmas jaudu- viss slēdzis, ieskaitot ASIC, dzesēšanas un vadības plakni. Agrīnie ražošanas kritēriji ļāva ietaupīt aptuveni 30–40%.
• Rack un dzesēšanas jauda- ir atkarīgs no dzesēšanas dizaina. CPO koncentrē siltumu pie slēdža paketes, un lielākā daļa dizainu paredz šķidruma dzesēšanu.
• Kopējā iekārtas jauda- dominē GPU, krātuve un dzesēšana. Tīklošana ir mazākā daļa, tāpēc pat lieli starpsavienojumu ietaupījumi lielākajā daļā AI datu centru nozīmē viena{2}cipara procentuālās izmaiņas iekārtas līmenī.

Tāpēc apgalvojumam, piemēram, "CPO samazināja kopējo datu centra jaudu par 45%", ir nepieciešami īpaši pierādījumi: slēdža līmeņa tehnoloģija parasti nevar pārvietot objektu kopējo jaudu viena pati.

Latentums

Noņemot DSP un retimer posmus, CPO var noskūties desmitiem nanosekunžu uz vienu apiņu. Lielajā daudzpakāpju-pakāpju audumā, kas summējas, un cieši sinhronizētiem apmācības darbiem tas var būt svarīgi. Tas neatbalsta vispārīgu apgalvojumu par "60% mazāka gala-līdz-latence", jo reakcijas laikā no gala-līdz-beigām dominē aprēķins, programmatūra un rindas, nevis saites slānis.

Dzesēšana un blīvums

Karsti pievienojamo moduļu noņemšana no priekšējās plāksnes var uzlabot gaisa plūsmu un nodrošināt blīvākas konfigurācijas, kas var samazināt dzesēšanas izmaksas uz joslas platuma vienību salīdzināmos apstākļos. Ieguvums ir reāls, taču tas ir atkarīgs no konfigurācijas-, un tas tiek piegādāts kopā ar jaunu prasību: karstākas, blīvākas slēdžu paketes pārvaldību, parasti ar šķidruma dzesēšanu.

Komercializācijas laika skala un galvenie spēlētāji

Pārbaudāmā loka izskatās šādi. Pētniecības programmas un standarti, tostarp OIF kop-iepakojuma sistēma, tika īstenoti 2020. gadu sākumā. Broadcom nosūtīja Bailly klientiem 2024. gada martā un tajā gadā to publiski demonstrēja OFC. 2025. gadā Bailly{7}}bāzētās sistēmas uzsāka lielapjoma ražošanu, NVIDIA paziņoja par savām fotonikas slēdžu līnijām, un Broadcom detalizēti aprakstīja 200 G-per-trešās paaudzes{11}}CPO ar 1,6 T portiem. 2026. gadā sāka parādīties NVIDIA Quantum{15}}X InfiniBand Photonics sistēmas, un Spectrum-X Ethernet Photonics bija paredzēts gada otrajā pusē, savukārt komponentu piegādātāji palielināja lāzera un šķiedru{17}}masīvu jaudu, gaidot reālo apjomu.

Arī Ķīnas ekosistēma mainās: vietējie slēdžu pārdevēji ir demonstrējuši CPO prototipus, komponentu ražotāji piegādā šķiedru bloku vienības un augsta{0}}blīvuma optiskos mezglus globālās CPO programmās, un operatori novērtē arhitektūru. Publiski pierādījumi joprojām trūkst, ir apstiprināta liela mēroga -komerciāla klastera, kāda ir aprakstīta cirkulējošajā stāstā.

Pircējiem ir svarīga vēl viena nianse: CPO ir pirmais, lai palielinātu -no audumiem - slēdžu līmeņiem, kas savieno serverus un aplikumus -, savukārt ļoti īsas-paaugstināšanas saites plauktā pagaidām bieži vien paliek vara. Kur katrs medijs uzvar, tas ir sasniedzamības, jaudas un izmaksu jautājums, kurā mēs ejam caurivarš pret šķiedru AI datu centros.

Cietās daļas: uzticamība, izmantojamība, izmaksas un piegādes ķēde

Rakstos, kuros uzskaitītas tikai CPO priekšrocības, trūkst iemeslu, kāpēc pieņemšana ir bijusi apzināta, nevis tūlītēja.

• Lāzera uzticamība.Lāzeri ir vieni no vismazāk uzticamākajiem optiskajiem komponentiem, tāpēc lielākā daļa CPO konstrukciju tos glabā ārējos, pievienojamos lāzera avotos, nevis iepakojuma iekšpusē.
• Lauka serviss.Neveiksmīgs pieslēgts tiek nomainīts dažu minūšu laikā; bojāts optiskais dzinējs CPO pakotnē nav{0}}labojams. Operatoriem ir nepieciešama atlaišanas plānošana, taupošas stratēģijas un pārliecība par ilglaicīgu kļūmju līmeni-, pirms viņi var izmantot visus audumus.
• Ražas un pārstrādes ekonomika.Kopā{0}}iepakojumā dārgs ASIC slēdzis tiek izmantots vairākiem optiskajiem dzinējiem, tāpēc viena dzinēja defekts pakļauj riskam visu komplektu. Zināmā-labā-preču pārbaude un iepakojuma ražība nosaka izmaksu līkni.
• Šķiedru pievienošana un kabeļu blīvums.Katrs CPO slēdzis pārtrauc tūkstošiem šķiedru, nospiežot precīzas šķiedru bloku vienības un augsta{0}}blīvuma strukturētu kabeļu priekšplānā - tāds pats spiediens, kas jau redzamsMPO kabeļi 800 G-klases AI klasteriem.
• Standartizācija un otrā piegāde.Pieslēdzamie moduļi ir savstarpēji aizvietojami starp pārdevējiem; CPO pašlaik nav. Pircēji joprojām uzmanās no viena -piegādātāja bloķēšanas-, līdz sadarbspēja ir pilnībā nobriedusi.

Šo iemeslu dēļ vairums prognožu -, tostarp kāpuma prognozes - apraksta CPO palielināšanos līdzās pieslēdzamiem un LPO līdz 2020. gadu beigām, sākot ar blīvākajiem mākslīgā intelekta materiāliem, nevis pilnībā izspiežot pievienojamo optiku.

Bottom Line

Kopā-iepakotā optika ir pārsniegusi slīdprogrammatūras stadiju: produkti tiek piegādāti, veidojas ekosistēma, un tās jaudas priekšrocības fizika ir labi dokumentēta salīdzinošo-darbu un piegādātāju atklāsmēs. Verificēts, liela mēroga-1,6 T CPO komerciālais klasteris Ķīnā būtu nozīmīgs pavērsiens, - taču kopš 2026. gada jūnija konkrētajiem apritē esošajiem apgalvojumiem trūkst pirmās-puses avotu, un to virsrakstu skaitļi izjauc robežu starp starpsavienojumu jaudu un kopējo iekārtu jaudu. Kamēr nav parādījusies oficiāla dokumentācija, uzskatiet tos par prognozēm. Tomēr braukšanas virziens nav apšaubāms: īsāki elektriskie ceļi, vairāk šķiedru un optika, kas vienmērīgi virzās tuvāk silīcijam.

Redakcionāla piezīme: iepriekš minētie pārdevēju dati nāk no saistītajiem publiskajiem paziņojumiem un produkta dokumentācijas. Pretenzijas, kas atzīmētas kā nepārbaudītas, nebija pirmās{1}}pusējās avota, ko mēs varētu atrast publicēšanas laikā; šis raksts tiks atjaunināts, ja parādīsies oficiāla dokumentācija.