1 月 6 日，美國(guó)芯片大廠Marvell宣布重大突破，將共封裝光學(xué)架構(gòu)(CPO)應(yīng)用于定制 XPU(人工智能加速器)，引發(fā)芯片領(lǐng)域廣泛關(guān)注。

Marvell將CPO技術(shù)無縫集成到定制 XPU中，使用高速SerDes、die-to-die接口與先進(jìn)封裝技術(shù)，把XPU計(jì)算硅、HBM和其他小芯片，與Marvell 3D SiPho引擎結(jié)合在同一基板上，推動(dòng) AI 服務(wù)器性能躍升。

CPO賦能，定制AI加速器性能提升

CPO 是Marvell定制 XPU 顯現(xiàn)優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵。

Marvell表示，CPO通過利用高帶寬硅光子學(xué)光學(xué)引擎，傳輸速率與抗電磁干擾特性均優(yōu)于傳統(tǒng)銅纜，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性與高效性;此外，這種集成模式減少了對(duì)高功率電氣驅(qū)動(dòng)器、中繼器和重定時(shí)器的依賴，進(jìn)一步提高電源效率。

CPO 架構(gòu)用于定制 XPU 圖/Marvell

基于CPO技術(shù)的Marvell定制 XPU 架構(gòu)，消除了電信號(hào)離開XPU封裝進(jìn)入銅電纜或穿過印刷電路板的需要，實(shí)現(xiàn)了XPU間數(shù)據(jù)傳輸?shù)目焖倩c長(zhǎng)距離化，相較電纜長(zhǎng)100倍。

可為單個(gè)AI服務(wù)器中提供更長(zhǎng)的XPU到XPU連接，將AI服務(wù)器的規(guī)模擴(kuò)展到使用CPO的多個(gè)機(jī)架上的數(shù)百個(gè)XPU，支持跨多個(gè)機(jī)架的AI服務(wù)器內(nèi)的縱向擴(kuò)展連接。

CPO 技術(shù)這趟車，有人 “拋錨”，也有人“超車”

CPO 作為新型光電子集成技術(shù)，正重塑高速光互連的設(shè)計(jì)與實(shí)施模式。

據(jù)光通信行業(yè)權(quán)威市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu) LightCounting預(yù)測(cè)，CPO的有限部署即將開啟，預(yù)計(jì)到 2028- 2029年，CPO有望成為1.6T及更高速互連的主流可行選擇之一。

LightCounting還預(yù)估，到2029年，3.2T CPO端口數(shù)量將超1000萬個(gè)。展現(xiàn)CPO技術(shù)在未來光通信領(lǐng)域的巨大潛力。

數(shù)據(jù)中心 圖/包圖網(wǎng)

不過CPO技術(shù)在蓬勃發(fā)展的同時(shí)，也給傳統(tǒng)互連產(chǎn)品帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

一方面，CPO 技術(shù)將PIC和EIC高度集成于單個(gè)封裝內(nèi)，進(jìn)一步精簡(jiǎn)了所需組件與互連器件數(shù)量;另一方面，CPO設(shè)計(jì)摒棄耗能的銅線長(zhǎng)距離傳輸，減少銅線使用量。

這意味著企業(yè)必須加速技術(shù)革新，確保自身產(chǎn)品在新興的產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈中成為不可或缺的一環(huán)。

鑒于 CPO 技術(shù)的獨(dú)特特性及其未來的發(fā)展趨勢(shì)，與之緊密關(guān)聯(lián)的互連產(chǎn)品在發(fā)展過程中可遵循以下方向：

其一，鑒于 CPO 追求高集成度，未來的互連產(chǎn)品需朝著更小型化、高密度、高可靠、強(qiáng)抗干擾、低損耗方向邁進(jìn)，其中熱管理性能優(yōu)異的互連產(chǎn)品將備受青睞，以滿足系統(tǒng)在復(fù)雜工況下穩(wěn)定運(yùn)行需求;

其二，CPO高度集成化的同時(shí)帶來了光纖布線的復(fù)雜性，對(duì)跳線工藝要求高。

其三，CPO 要求器件具備高度模塊化與標(biāo)準(zhǔn)化特質(zhì)，同時(shí)支持可插拔功能，便于系統(tǒng)集成與后期維護(hù);

其四，CPO方案的應(yīng)用緊密聯(lián)系客戶整套算力集群方案，這就要求互連產(chǎn)品具備定制化能力，以適配不同客戶的多樣化算力需求。

在 CPO 領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)中，不少企業(yè)已經(jīng)率先布局：

英特爾發(fā)布了面向CPO連接的新型連接器，其采用可插拔方式連接光纖與CPO封裝，這種設(shè)計(jì)在方便連接的同時(shí)，也為系統(tǒng)集成提供了便利。

Molex莫仕則最早推出了CPO光電混合互連方案，該方案包含外部激光源系統(tǒng)(ELSIS)，不僅安全性高，而且易于維護(hù);摒棄了部分模塊上的高速電氣 I/O 驅(qū)動(dòng)器，有效降低了熱負(fù)載和功耗。

SENKO提出了中間板/板載光互連方法以及使用柔性背板材料的裸纖布線方案，為解決CPO技術(shù)的布線難題提供了新的思路。

中際旭創(chuàng)的面向CPO應(yīng)用的高密度光學(xué)連接器，內(nèi)含微透鏡陣列，其耦合損耗小于 1dB，并且降低對(duì)耦合位置精度的要求;能夠?qū)崿F(xiàn)回流焊工藝兼容，在工藝上具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

外部激光源互連系統(tǒng)(ELSIS) 圖/莫仕

先行企業(yè)在 CPO 領(lǐng)域已加速前行，其他企業(yè)更應(yīng)盡早謀劃布局，以免在競(jìng)爭(zhēng)中落后。

小結(jié)

CPO技術(shù)將持續(xù)領(lǐng)航光通信變革。對(duì)于企業(yè)而言，競(jìng)爭(zhēng)與合作將并存。

可以預(yù)見，在未來的數(shù)年里，CPO 技術(shù)將為我們打開一扇通往更高速智能的數(shù)字世界的大門。