NVIDIA带动矽光子话题 然而「光铜并存」才是现实? 智能应用 影音
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【华硕】领航主权 AI:从超算实绩看次时代 AI 加速架构布局

NVIDIA带动矽光子话题 然而「光铜并存」才是现实?

  • 杜念鲁评析

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NVIDIA黄仁勳看好矽光子趋势,然零组件业界估计「光铜并存」仍会持续一段时间。李建梁摄
NVIDIA黄仁勳看好矽光子趋势,然零组件业界估计「光铜并存」仍会持续一段时间。李建梁摄

在数据中心算力需求持续扩大之下,高速传输架构正面临新的技术转型压力。随着高速运算平台规模提升,数据传输交换时的带宽及能耗问题逐渐成为关键瓶颈,使得光纤连结与矽光子技术的重要性也快速提升。再加上AI芯片龙头NVIDIA的号召,「光进铜退」的说法因此逐渐受到市场关注。

业界相关人士普遍认为,光传输在高速与长距离环境下,具备较佳带宽扩展能力与能效表现,已成为数据中心跨机柜与交换器之间互连的重要发展方向。

因为,相较于铜线,光纤在高速传输下可降低信号衰减与重整需求,并具备较长传输距离,及较低能耗等优势,随着800Gbps与1.6Tbps等高速传输架构逐步发展,光通讯元件与矽光子相关技术的需求,亦将同步提升。

成本与架构 成现实考验 

不过,业界人士也仍指出,光传输全面导入目前仍面临「维修成本」与「系统架构」等现实限制。

尤其共封装光学元件(Co-Packaged Optics;CPO)将光学引擎与交换器芯片整合封装,一旦发生故障,往往需更换整体设备,让数据中心业者在导入上仍采审慎态度。

另外,目前光传输相关标准尚未完全统一,可插拔光连接器与模块化维修机制,也仍在发展中,都使得CPO普及时程仍有待观察。

在此情况下,以铜为基础的共封装铜互连(Co-Packaged Copper;CPC)架构,就成为发展上的过渡选项之一。

透过将高速铜连接界面设置于交换器芯片或封装附近,缩短电信号传输距离,以降低损耗并支持800Gbps以上的高速传输需求。

CPC、CPO共存时间 估计仍有数年

业者表示,相较于CPO,CPC仍采用铜线作为传输媒介,具备成本较低、维修与更换较为容易,以及可沿用既有连接器与线材供应链等优势,因此被视为延续铜传输技术的重要过渡方案。

由于目前数据中心机柜内与设备间的短距离高速连接,仍以DAC、AEC及相关铜缆架构为主,因此CPC亦被认为将在未来数年内,持续扮演重要角色。

另一方面,在数据中心内部的短距离传输与电力应用领域,铜线仍具备明显优势。

由于光纤无法传输电力,加上短距离应用下铜线在成本、散热与结构设计上仍较具效率,使机柜内与设备内部连接仍以铜为主流。同时,随着数据中心供电架构逐步朝高压直流发展,高功率电力线束与相关连接器需求同步提升,也进一步强化铜传输技术的重要性。

例如,连接线束业者贸联指出,光学传输确实是长期发展方向,但矽光子与CPO的普及速度不如外界预期,主要仍受制于维修成本与标准化问题;至于相关可插拔连接界面,则预估仍需1~2年时间发展,因此短期内数据中心仍将维持光、铜并存的架构。

另外,在短距离传输与电力应用领域,贸联也认为,铜线仍具备有不可取代的优势,因此除持续强化高速铜传输与高功率产品外,也透过购并与研发,投入光通讯与相关连接技术,布局CPO连接器与光纤跳线相关界面,以因应未来架构演进。

光电整合能力 成为业界调整长期趋势

随着高速运算平台持续扩展,光传输渗透率将可望逐步提升,但受限于维修机制、成本与技术标准等因素,短期内CPO仍难以全面取代既有架构,至于以铜为基础的CPC,与高速铜缆技术则仍将持续支撑数据中心内部互连需求。

光进铜退将是一项循序推进的长期趋势,未来数据中心传输架构也多将维持光、铜分工并存的模式,至于相关供应链业者也都正同步朝光电整合能力方向调整布局。

责任编辑:何致中