ร่วม-แพ็คเกจเลนส์: เมื่อ CPO เอาชนะ Pluggables

Jun 17, 2026

ฝากข้อความ

Co-packaged optics switch architecture in an AI data center

ร่วม-แพ็คเกจเลนส์ (CPO)เป็นสถาปัตยกรรมการเชื่อมต่อระหว่างกันที่วางออปติคัลเอ็นจิ้นไว้ติดกับสวิตช์ ASIC หรือโปรเซสเซอร์โดยตรง แทนที่จะกำหนดเส้นทาง-สัญญาณไฟฟ้าความเร็วสูงทั่วบอร์ดไปยังโมดูล-ที่เสียบได้ที่แผงด้านหน้า สำหรับศูนย์ข้อมูล AI นั้น CPO มีความสำคัญเนื่องจากจะโจมตีข้อจำกัดสามประการที่ออพติคทั่วไปได้รับผลกระทบเป็นอันดับแรกด้วยความเร็วสูง ได้แก่ กำลังต่อบิต ความหนาแน่นของแบนด์วิดท์ และความสมบูรณ์ของสัญญาณไฟฟ้า นี่ไม่ใช่ฟอร์มแฟคเตอร์ของโมดูลใหม่ เป็นการเปลี่ยนแปลงระดับระบบ-ในการรวมฟังก์ชันทางไฟฟ้าและออพติคัลเข้าด้วยกันภายในสวิตช์

การเปลี่ยนแปลงนี้ไม่ใช่ทฤษฎีอีกต่อไป ที่งาน GTC 2025 NVIDIA สาธิตสวิตช์โฟโตนิก Quantum-X และ Spectrum-X พร้อมด้วยกลไกโฟโตนิกของซิลิคอน-ที่รวมอยู่ในแพ็คเกจ และที่OFC 2025 ผู้จำหน่ายจำนวนมากได้แสดงกลไกออปติคอลที่ฝังอยู่ภายในแพ็คเกจ ASIC. คำถามสำหรับทีมส่วนใหญ่ไม่ได้อยู่ที่ว่า CPO มีจริงหรือไม่ แต่อยู่ที่ว่าเหมาะสมเมื่อใดและที่ไหน

Co-แพ็คเกจจักษุคืออะไร

Co-Packaged Optics ย้ายกลไกการมองเห็น - ซึ่งบางครั้งเรียกว่าชิปเล็ตโฟโตนิก - จากแผ่นปิดด้านหน้าไปยังซับสเตรตของสวิตช์ ใกล้กับ ASIC เป้าหมายคือการลดเส้นทางไฟฟ้าระหว่างชิปและจุดที่สัญญาณแปลงเป็นแสง

ในสถาปัตยกรรมแบบเสียบปลั๊กได้แบบดั้งเดิม สวิตช์ ASIC จะขับเคลื่อนสัญญาณไฟฟ้าความเร็วสูง-ข้ามเซนติเมตรของการติดตาม PCB ไปยังตัวรับส่งสัญญาณที่ติดตั้งที่แผงด้านหน้า โมเดลดังกล่าวมีความเป็นผู้ใหญ่ ยืดหยุ่น และให้บริการได้ง่าย แต่ตาม-อัตราเลนที่เพิ่มขึ้นเป็น 200G และมากกว่านั้น เส้นทางไฟฟ้าเหล่านั้นใช้ส่วนแบ่งพลังงานของระบบทั้งหมดเพิ่มขึ้น และกลายเป็นเรื่องยากในการออกแบบให้หมดจด

CPO เปลี่ยนรูปทรง สัญญาณเดินทางด้วยไฟฟ้าเพียงไม่กี่มิลลิเมตรก่อนที่จะแปลงเป็นแบบออปติคอล แทนที่จะเป็นระยะทาง 15 ถึง 30 ซม. ทั่วทั้งบอร์ด ผลกระทบในทางปฏิบัติในหนึ่งประโยค: I/O แบบออปติคัลจะเคลื่อนเข้าใกล้ชิปมากพอที่สวิตช์สามารถส่งแบนด์วิดท์ได้มากขึ้นโดยมีความตึงทางไฟฟ้าน้อยกว่ามาก

CPO เหมือนกับ Silicon Photonics หรือไม่

ไม่ และความแตกต่างก็มีความสำคัญ ซิลิคอนโฟโตนิกส์เป็นแพลตฟอร์มการผลิตที่ใช้ในการสร้างวงจรรวมโฟโตนิก CPO คือสถาปัตยกรรมระบบที่การใช้งานซิลิคอนโฟโตนิกส์เป็นเทคโนโลยีหนึ่งที่ช่วยให้ ตัวอย่างเช่น โฟโตนิกเอ็นจิ้นของ NVIDIA สร้างขึ้นจากกระบวนการ COUPE ของ TSMC ซึ่งวางดายอิเล็กทรอนิกส์ไว้บนโฟโตนิกของโฟโตนิก - ซิลิกอนโฟโตนิกส์เป็นตัวสร้าง ส่วน CPO คือวิธีที่ประกอบเข้ากับสวิตช์

เหตุใดศูนย์ข้อมูล AI จึงผลักดันระบบออปติกให้ใกล้กับชิปมากขึ้น

คลัสเตอร์ AI สร้างการรับส่งข้อมูลทางทิศตะวันออก-หนาแน่นระหว่าง GPU ตัวเร่งความเร็ว พื้นที่เก็บข้อมูล และสวิตช์ ปริมาณงานการฝึกอบรมและการอนุมานจะย้ายข้อมูลจำนวนมหาศาลโดยมีข้อกำหนดด้านเวลาแฝงและความสม่ำเสมอที่จำกัด และแผนงานเครือข่ายยังเหนือกว่าสิ่งที่แผงออปติคัลส่วนหน้า-สามารถส่งมอบได้อย่างสะดวกสบาย

ความกดดันสามประการทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลง และพวกมันก็รวมตัวกัน

แบนด์วิดท์กำลังปรับขนาดได้เร็วกว่าการเข้าถึงทางไฟฟ้าเครือข่ายกำลังย้ายจาก 400G เป็น 800G และโมดูลออปติคัล 1.6T คาดว่าจะเข้าสู่การใช้งานเชิงพาณิชย์ในช่วงต้นประมาณปี 2568 ถึง 2569. เนื่องจากแบนด์วิดท์ ASIC ของสวิตช์เพิ่มขึ้นประมาณสองเท่าทุกๆ 18 ถึง 24 เดือน ในขณะที่การเข้าถึงทางไฟฟ้าของทองแดงลดลงที่อัตรา SerDes ที่สูงขึ้น โมเดลที่เสียบได้บนแผงด้านหน้า-จะวิ่งเข้าไปในผนังประมาณการสร้างสวิตช์ 102.4 Tbps

กำลังต่อบิตเป็นตัวเลขระดับสิ่งอำนวยความสะดวก-แล้วนี่คือตัวชี้วัดที่ขับเคลื่อนการตัดสินใจด้านการจัดซื้อจัดจ้างอย่างแท้จริง โมดูลเสียบได้ 800G แบบดั้งเดิมทำงานได้ประมาณ 15 ถึง 20 พิโคจูลต่อบิต การใช้งาน CPO ตั้งเป้าไว้ที่ประมาณ 5 pJ/บิต โดยมีเส้นทางที่น่าเชื่อถือต่ำกว่านั้น การประท้วงอิสระสนับสนุนสิ่งนี้ -ชิปเล็ต I/O ออปติคอลของ Intel สิ้นเปลืองประมาณ 5 pJ/บิต เทียบกับประมาณ 15 pJ/บิตสำหรับโมดูลแบบเสียบได้. บนพอร์ตนับแสนพอร์ตในคลัสเตอร์การฝึกอบรมขนาดใหญ่ การประหยัดไฟ 10 ถึง 15 วัตต์ต่อพอร์ตจะรวมกันเป็นเมกะวัตต์ในระดับอาคาร ด้วยแร็คระดับไฮเอนด์เพียงตัวเดียวที่คาดว่าจะดึงพลังงานได้หลายร้อยกิโลวัตต์ ทุกวัตต์ที่ไม่ได้ใช้บนเครือข่ายจะมีวัตต์สำหรับการคำนวณ

ความหนาแน่นของแผงด้านหน้า-คือเพดานแข็งแบนด์วิธที่มากขึ้นหมายถึงพอร์ตที่มากขึ้น สายเคเบิลที่มากขึ้น ความร้อนที่มากขึ้น และการไหลเวียนของอากาศที่มากขึ้น มีแผ่นปิดหน้าเพียงเท่านี้ และกรงแบบเสียบได้ก็แข่งขันกันเพื่อแย่งชิงมัน การย้ายการแปลงไปยังวัสดุพิมพ์จะลบขีดจำกัดทางเรขาคณิตนั้น

นี่คือเหตุผลที่ CPO มีความเกี่ยวข้องมากที่สุดกับสภาพแวดล้อม AI, HPC, คลาวด์ และไฮเปอร์สเกลมากที่สุด - ซึ่งเป็นจุดที่ความกดดันทั้งสามนี้มาถึงก่อน ไม่ได้ออกแบบมาเพื่อแทนที่ทุกโมดูลในทุกศูนย์ข้อมูล

สถาปัตยกรรม CPO โดยสรุป

การมอง CPO เป็นกลุ่มขององค์ประกอบสำเร็จรูปมากกว่าสิ่งเดียวจะช่วยได้มาก แต่ละคนย้ายปัญหาไปที่ใหม่

ตึก มันทำอะไร เหตุใดจึงมีความสำคัญใน CPO
สลับ ASIC สลับการรับส่งข้อมูล โฮสต์เลน I/O ความเร็วสูง- เมื่อความจุเพิ่มขึ้น จำนวนเลนและความเร็วเลนจะไต่ขึ้น ส่งผลให้การเข้าถึงไฟฟ้าลำบาก
เครื่องยนต์ออปติคัล (ชิปเล็ตโฟโตนิก) แปลงไฟฟ้าเป็นออปติคอลและด้านหลัง วางอยู่บนหรือข้างซับสเตรต ASIC โดยยุบเส้นทางไฟฟ้าเป็นมิลลิเมตร
แหล่งกำเนิดเลเซอร์ภายนอก จ่ายไฟให้เครื่องยนต์ปรับ เก็บส่วนที่ร้อนที่สุดของบรรจุภัณฑ์ไว้เพื่อความน่าเชื่อถือ มักจะ-สามารถแทนที่ได้เพื่อจัดการกับองค์ประกอบที่มีแนวโน้มที่จะล้มเหลว-มากที่สุด
การมีเพศสัมพันธ์แบบไฟเบอร์-ถึง- จัดแนวอาร์เรย์ไฟเบอร์และตัวเชื่อมต่อเข้ากับเครื่องยนต์ ภายใน-การ-การกำหนดเส้นทางไฟเบอร์แบบกล่องและความทนทานในการจัดตำแหน่งกลายมาเป็นอันดับแรก-ข้อกังวลในการออกแบบคำสั่งซื้อ
การจัดการและการติดตาม การวินิจฉัย การแยกข้อบกพร่อง การตรวจวัดระยะไกลด้วยความร้อน มีความสำคัญมากกว่าแบบ Pluggables มาก เนื่องจากเครื่องยนต์ถูกรวมเข้าด้วยกันแทนที่จะถอดเปลี่ยนได้

กลยุทธ์เลเซอร์เป็นสิ่งที่ควรค่าแก่การพิจารณา เนื่องจากเป็นจุดที่ผู้ขายค่อย ๆ แก้ไขปัญหาความสามารถในการให้บริการ เนื่องจากเลเซอร์เป็นชิ้นส่วนที่มีโอกาสล้มเหลวมากที่สุด-ของการเชื่อมต่อแบบออปติคอล การออกแบบจำนวนมากจึงใช้เลเซอร์ภายนอกแบบเสียบได้ ตัวอย่างเช่น สวิตช์โฟโตนิกของ NVIDIA ป้อนเอ็นจิ้น 1.6 Tbps แปดตัวจากโมดูลเลเซอร์ที่ถอดเปลี่ยนได้เพียงตัวเดียว ซึ่งจะลดจำนวนเลเซอร์ที่ต้องการต่อหน่วยแบนด์วิธด้วย ในแง่การปฏิบัติงาน ตัวบ่งชี้สำคัญของการเสียชีวิตด้วยเลเซอร์คือการเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องของกระแสไบแอสของเลเซอร์ ในขณะที่เอาต์พุตทางแสงยังคงแบน - telemetry ซึ่งระบบตรวจสอบจำเป็นต้องเฝ้าดูแทนที่จะอาศัยการรับพลังงานเพียงอย่างเดียว

จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อเลนส์เคลื่อนเข้าใกล้ ASIC มากขึ้น

"สิ่งที่ CPO เปลี่ยนแปลง" คือส่วนที่ภาพรวมส่วนใหญ่มีความคลุมเครือ โดยสรุปแล้ว มีการเปลี่ยนแปลงห้าสิ่งในคราวเดียว และทีมที่ประเมิน CPO ควรให้เหตุผลเกี่ยวกับแต่ละรายการแยกกัน แทนที่จะเป็นการซื้อขายครั้งเดียว

Cutaway view of a CPO switch with ASIC and optical engines

การออกแบบสวิตช์ออพติกส์หยุดการเป็นโมดูลที่ถอดเปลี่ยนได้ในสต็อกของผู้ปฏิบัติงาน และเริ่มเป็นส่วนหนึ่งของบอร์ดที่ OEM ออกแบบ ตัวรีไทเมอร์ DSP ที่กำหนดเงื่อนไขสัญญาณสำหรับการติดตาม PCB ที่ยาวมักจะถูกกำจัดออกไปโดยสิ้นเชิง ซึ่งเป็นที่มาของการประหยัดพลังงานได้มาก

การจัดการความร้อนขณะนี้ออปติคัลเอ็นจิ้นวางอยู่ข้าง ASIC กำลังสูง- เลเซอร์ โมดูเลเตอร์ และโดยเฉพาะอย่างยิ่งริงรีโซเนเตอร์เป็นการออกแบบที่มี-ไวต่ออุณหภูมิ - ริง- จำเป็นต้องมีการควบคุมฮีตเตอร์ขนาดเล็ก-อย่างต่อเนื่องเพื่อคงโฟโตนิก IC ไว้ที่อุณหภูมิ โซนความร้อนภายในสวิตช์กลายเป็นปัญหาด้านการออกแบบ ไม่ใช่ปัญหาในภายหลัง

การจัดการไฟเบอร์การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวหมายถึงต้องมีการกำหนดเส้นทาง รักษาความปลอดภัย และการจัดแนวไฟเบอร์ข้างในกล่อง ความน่าเชื่อถือของตัวเชื่อมต่อ ประสิทธิภาพการโค้งงอ และความทนทานต่อการจัดตำแหน่งเปลี่ยนจาก "ข้อกังวลเรื่องสายเคเบิล" ไปเป็น "ข้อกังวลเรื่องผลผลิตของระบบ"

การซ่อมบำรุง.ช่างเทคนิคสามารถดึงและเปลี่ยนตัวรับส่งสัญญาณที่แผงด้านหน้า-ได้ภายในไม่กี่วินาที ไม่สามารถสลับ-เอ็นจิ้นแพ็กเกจร่วมด้วยวิธีดังกล่าวได้ การสำรอง การซ่อมแซม การแยกข้อบกพร่อง และสิ่งที่ผู้ปฏิบัติงานเรียกว่า "รัศมีการระเบิด" - ค่าที่ลดลงเมื่อองค์ประกอบหนึ่งล้มเหลว - การเปลี่ยนแปลงทั้งหมด

การจัดซื้อจัดจ้างและวงจรชีวิตPluggables ให้ประโยชน์แก่ผู้ปฏิบัติงาน: ผู้จำหน่ายที่ทำงานร่วมกันได้หลายราย อะไหล่ที่ใช้งานง่าย การอัพเกรดส่วนเพิ่ม ระบบออพติคอลที่บูรณาการมากขึ้นจะทำให้สนามนั้นแคบลงและเชื่อมโยงออปติกกับวงจรชีวิตของสวิตช์ นี่เป็นต้นทุนที่แท้จริงที่ไม่เกี่ยวข้องกับประสิทธิภาพด้านออพติคอล

สรุปโดยสุจริตก็คือ CPO ไม่เพียงแต่ลดกำลังลงเท่านั้น โดยจะย้ายความซับซ้อน - ออกจากเส้นทางไฟฟ้าและไปสู่การบรรจุ การออกแบบเชิงความร้อน ผลผลิต และการปฏิบัติงานภาคสนาม

CPO กับ Pluggable Optics กับ LPO: คุณควรเลือกอันไหน

โดยปกติแล้ว CPO จะได้รับการชั่งน้ำหนักโดยเทียบกับสองทางเลือก: เลนส์แบบเสียบปลั๊กแบบธรรมดาและเลนส์แบบเสียบได้เชิงเส้น (LPO) พวกเขามีความเกี่ยวข้องกันแต่แก้ปัญหาที่แตกต่างกัน และสำหรับหลายๆ ทีม ตัวเลือกระยะสั้นที่สมจริง-คือระหว่าง Pluggable และ LPO โดยมี CPO ที่ติดตามสำหรับแพลตฟอร์มรุ่นถัดไป

 

Comparison of pluggable optics, LPO, and CPO architectures

 

สถาปัตยกรรม ที่ซึ่งมีเลนส์อยู่ ข้อได้เปรียบหลัก ข้อจำกัดหลัก พอดีที่สุด
เลนส์ที่เสียบได้ โครงโมดูลแผงด้านหน้า- เติบโตเต็มที่-ผู้จำหน่ายหลายราย-สามารถสลับได้แบบ hot- ตามมาตรฐาน- กำลังต่อบิตที่สูงขึ้น (~15–20 pJ/บิตที่ 800G) และขีดจำกัดการเข้าถึงทางไฟฟ้า-ที่ความเร็วสูง การใช้งานศูนย์ข้อมูล องค์กร และโทรคมนาคมในวงกว้าง
ลป ฟอร์มแฟคเตอร์ที่เสียบได้ที่แผงด้านหน้า- เส้นทางสัญญาณที่เรียบง่าย ลบ DSP ออนบอร์ด; โดยทั่วไปแล้วพลังงานจะต่ำกว่า 30–50% เมื่อเทียบกับปลั๊กแบบเสียบได้ที่ใช้ DSP- ทำให้รูปแบบการทำงานแบบเสียบได้ ต้องการระบบ-ระดับสัญญาณ-ที่เข้มงวดมากขึ้นในการควบคุมความสมบูรณ์ การเข้าถึงที่สั้นลง ลิงก์ AI ที่-เข้าถึงได้สั้น - ไวต่อพลังงาน
ซีพีโอ ออปติคัลเอ็นจิ้นบนสวิตช์ซับสเตรต ASIC ความหนาแน่นของแบนด์วิธสูงสุดและพลังงานต่ำสุดต่อบิต (เป้าหมาย ~ 5 pJ/บิต) ลบ-เพดานความหนาแน่นของแผงด้านหน้า ความสามารถในการให้บริการที่ยากขึ้น บรรจุภัณฑ์ การออกแบบด้านความร้อน และการเจริญเติบโตของระบบนิเวศ การสลับ AI/HPC ในสเกลสูง- โดยเฉพาะการขยายขนาด-แฟบริค

กรอบการตัดสินใจเชิงปฏิบัติ:

  • เลือกเลนส์ที่เสียบได้เมื่อความยืดหยุ่นในการปฏิบัติงาน -การประหยัดจากผู้จำหน่ายหลายราย และการเปลี่ยนฟิลด์ที่รวดเร็วมีความสำคัญมากที่สุด - ซึ่งยังคงเป็นเครือข่ายส่วนใหญ่
  • พิจารณา สปสเมื่อคุณต้องการพลังงานและเวลาแฝงที่ต่ำกว่าในการเข้าถึงระยะสั้น แต่ต้องการให้รุ่นที่เสียบได้คุ้นเคย LPO เป็นสะพานที่มีความเสี่ยงต่ำกว่า- และมีผู้สนับสนุนที่โดดเด่น - ที่ OFC 2025 Andy Bechtolsheim ผู้ก่อตั้งร่วม Arista ยังคงดำเนินการต่อไปโต้แย้งว่า LPO เป็นทางเลือกในระยะใกล้-ที่ดีกว่า.
  • ติดตาม CPOเมื่อความหนาแน่นของแบนด์วิดท์ กำลังต่อบิต และ-การขยายขนาดระยะยาวเกิน 800G ของโมดูล-มีมากกว่าความสามารถในการให้บริการระดับ - และโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการขยาย{4}} Fabric ภายในคลัสเตอร์ AI

กรอบที่ช่วยได้มากที่สุด: CPO ไม่ใช่การตัดสินใจซื้อโมดูล แต่เป็นการตัดสินใจเกี่ยวกับสถาปัตยกรรมระบบของสวิตช์- ปฏิบัติต่อมันเช่นนั้นแล้วความสับสนส่วนใหญ่จะคลี่คลาย

ประโยชน์ของ Co-Packaged Optics สำหรับเครือข่าย AI

ประโยชน์หลักคือประสิทธิภาพการใช้พลังงานในวงกว้าง Broadcom อ้างว่าประหยัดพลังงานได้ประมาณ 30% และต้นทุนด้านออพติกต่อบิตลดลง 40% จากแพลตฟอร์ม CPO ควบคู่ไปกับความหนาแน่นของแบนด์วิดท์ประมาณ 1 Tbps ต่อมิลลิเมตร พลังงาน-ต่อ-ช่องว่างบิต - ประมาณ 15 pJ/บิตสำหรับปลั๊กเสียบได้ เทียบกับเป้าหมาย 5 pJ/บิตสำหรับ CPO - คือสิ่งที่เปลี่ยนเป็นระดับ-สิ่งอำนวยความสะดวกในเมกะวัตต์ทั่วทั้งคลัสเตอร์ขนาดใหญ่

ความหนาแน่นของแบนด์วิธเป็นประโยชน์ประการที่สอง และเป็นโครงสร้างมากกว่าแบบเพิ่มหน่วย ด้วยการหลบหนีจากแผ่นปิดหน้า CPO จะถอด-เพดานแผงด้านหน้าออก ซึ่งจำกัดการออกแบบที่เสียบได้เมื่อความจุของสวิตช์เกินประมาณ 102.4 Tbps เวลาแฝงยังสามารถปรับปรุงจุดที่เส้นทางสัญญาณลดความซับซ้อนลง แม้ว่าเวลาแฝงควรถูกตัดสินที่ระดับระบบเต็มเสมอ ไม่ใช่แค่ที่ออปติคัลเอ็นจิ้นเท่านั้น

ข้อมูลความน่าเชื่อถือก็เริ่มมาถึงเช่นกัน ซึ่งมีความสำคัญสำหรับเทคโนโลยีที่ติดอยู่ที่ "มีแนวโน้ม" มายาวนาน ในเดือนตุลาคม ปี 2025 Broadcom รายงานว่า Meta ทดสอบโซลูชัน CPO ของตนเป็นเวลาหนึ่งล้านลิงก์-ชั่วโมงโดยไม่มีส่วนลิงก์เดียวใน-ลักษณะเฉพาะของห้องปฏิบัติการที่มีอุณหภูมิสูง - ซึ่งเป็นหลักฐานประเภทที่ผู้ปฏิบัติงานต้องการก่อนที่จะเชื่อถือ-ออปติกที่ไม่สามารถใช้งานได้ในการผลิต

ความท้าทายของ CPO และอุปสรรคในการปรับใช้

ความท้าทายนั้นมีอยู่จริง และส่วนใหญ่ไม่ได้เกิดจากการมองเห็น ได้แก่ปัญหาบรรจุภัณฑ์ ความร้อน การปฏิบัติงาน และระบบนิเวศ

Thermal and fiber management challenges in co-packaged optics

การจัดการความร้อนเป็นสิ่งที่ยากที่สุด เครื่องยนต์ตั้งอยู่ถัดจาก ASIC ที่ร้อน และโดยเฉพาะตัวสะท้อนเสียงแบบวงแหวนต้องการความร้อนแบบแอกทีฟเพื่อให้คงอยู่ที่-ความยาวคลื่น - ดังนั้นการออกแบบจึงต้องจัดการความร้อนที่เครื่องยนต์สร้างขึ้นและขึ้นอยู่กับ การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิส่งผลโดยตรงต่อความน่าเชื่อถือ-ในระยะยาว

บรรจุภัณฑ์และผลผลิตมาต่อไป การ-การบูรณาการแม่พิมพ์อิเล็กทรอนิกส์และโฟโตนิกต้องใช้บรรจุภัณฑ์ขั้นสูง การจัดตำแหน่งที่แน่นหนา และวิธีการทดสอบที่ยังอยู่ในช่วงสุกงอม ผลผลิตและความสามารถในการผลิต ไม่ใช่ประสิทธิภาพเชิงแสงแบบดิบ มักเป็นประตูการผลิตที่มีปริมาณมาก

ความสามารถในการให้บริการและรัศมีการระเบิดเปลี่ยนรูปแบบการดำเนินงาน แหล่งกำเนิดเลเซอร์แบบเสียบปลั๊กช่วยลดกรณีที่เลวร้ายที่สุดได้ แต่ผู้ปฏิบัติงานยังคงสูญเสียขั้นตอนการทำงานแบบ "ดึงและเปลี่ยน" แบบง่ายๆ และความสะดวกสบายของผู้จำหน่ายที่สามารถเปลี่ยนแทนกันได้หลายราย

ความพร้อมของระบบนิเวศเชื่อมโยงมันเข้าด้วยกัน CPO ขึ้นอยู่กับการประสานงานระหว่างผู้จำหน่ายสวิตช์-ซิลิคอน ซัพพลายเออร์เครื่องยนต์ออพติคอล- ผู้ผลิตเลเซอร์ ผู้ให้บริการการเชื่อมต่อไฟเบอร์- พันธมิตรด้านบรรจุภัณฑ์ และผู้ให้บริการระบบคลาวด์ ซึ่งสอดคล้องกับข้อกำหนดเฉพาะจากหน่วยงานต่างๆ เช่นฟอรัมอินเทอร์เน็ตออปติก (OIF)และอีอีอี การประสานงานนั้นกำลังก่อตัวแต่ยังไม่เสร็จสิ้น

ฉันทามติของตลาดสะท้อนถึงสิ่งนี้ แม้แต่นักวิเคราะห์ก็ยังมั่นใจในเทคโนโลยีนี้ -SemiAnalysis คาดว่าจะไม่มีเส้นโค้งการยอมรับอย่างรวดเร็วสำหรับการขยาย- CPO นอกกลุ่มในกลุ่มไฮเปอร์สเกลเลอร์ในระยะเวลาอันใกล้นี้แม้ว่าผู้ดำเนินการรายเดียวกันจะยอมให้ซัพพลายเออร์ขยายขนาด-ก็ตาม CPO เติบโตเป็นอันดับแรกโดยที่ผลประโยชน์เป็นตัวกำหนดความซับซ้อนอย่างชัดเจน: โรงงาน AI ขนาดใหญ่มาก, แฟบริคที่มีสเกลขนาดใหญ่ และคลัสเตอร์ HPC

เมื่อใดที่ศูนย์ข้อมูล AI ควรพิจารณาร่วม-แพ็คเกจออปติก

โปรดให้ความสนใจกับ CPO อย่างใกล้ชิด หากแผนงานของคุณมีสวิตช์ -radix ที่สูงมาก ลิงก์ 800G หรือ 1.6T คลัสเตอร์ GPU ขนาดใหญ่ หรือพลังงานที่เข้มงวด-ต่อ-เป้าหมายบิต - และโดยเฉพาะอย่างยิ่งหากการออกแบบในปัจจุบันของคุณถูกจำกัดด้วยพลังงาน การระบายความร้อน ความสมบูรณ์ของสัญญาณ หรือความหนาแน่นของแผงหน้าปัดอยู่แล้ว เมื่อต้นทุนและความยากในการปรับขนาดสถาปัตยกรรมแบบเสียบได้เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ข้อเสียของ CPO- ก็เริ่มดูดีขึ้น

CPO อาจไม่ใช่การตัดสินใจที่ถูกต้องในทันที หากลำดับความสำคัญของคุณคือความยืดหยุ่นในการดำเนินงาน การเปลี่ยนทดแทนอย่างรวดเร็ว ทางเลือกซัพพลายเออร์ที่หลากหลาย และการอัพเกรดเพิ่มเติม สำหรับศูนย์ข้อมูลองค์กรและศูนย์ข้อมูลทั่วไป-ส่วนใหญ่ ออปติกแบบเสียบได้ที่สมบูรณ์ยังคงเหมาะสมกว่าในปัจจุบัน โดยที่ LPO เป็นตัวเลือก-พลังงานที่ต่ำกว่าสำหรับลิงก์-การเข้าถึงระยะสั้น และ{4}}พลังงานที่ละเอียดอ่อน

CPO จะมาแทนที่ Pluggable Optics หรือไม่

ไม่ใช่ในระยะเวลาอันใกล้นี้ ตัวรับส่งสัญญาณแบบเสียบได้มีห่วงโซ่อุปทานที่สมบูรณ์ การสนับสนุนมาตรฐานที่กว้างขวาง การทำงานร่วมกันของผู้ให้บริการหลาย- และรูปแบบการดำเนินงานที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว และพวกเขาจะให้บริการแอปพลิเคชันศูนย์ข้อมูล องค์กร โทรคมนาคม และคลาวด์ส่วนใหญ่ต่อไปการปรับใช้-ผลิตภัณฑ์ CPO ที่พร้อมใช้มาถึงในปี 2025 เท่านั้นโดยคาดว่าจะมีการปรับใช้ระดับไฮเปอร์สเกล{0}}ครั้งแรกในปี 2026 บน-แพลตฟอร์มสวิตช์รุ่นถัดไป

ภาพที่ชัดกว่าคือระบบนิเวศแบบหลายชั้น เลนส์ที่เสียบได้ยังคงเป็นกระแสหลัก LPO ทำหน้าที่เป็นสะพานส่งพลังงานต่ำ-ที่ช่วยให้โมเดลเสียบปลั๊กได้ และ CPO กลายเป็นศูนย์กลางที่แบนด์วิดท์ พลังงาน และความหนาแน่นแซงหน้าสิ่งที่แผงเลนส์ด้านหน้า-สามารถทำได้ - อย่างเด็ดขาดที่สุดในการปรับขนาด-แฟบริค AI ซึ่งถูกวางตำแหน่งให้เป็นตัวขับเคลื่อนหลักในการเติบโตของแบนด์วิดท์ในช่วงหลังของทศวรรษนี้ อนาคตไม่ใช่สถาปัตยกรรมเดียวที่ชนะ โดยแต่ละอันจะตรงกับประสิทธิภาพ ต้นทุน และข้อกำหนดในการปฏิบัติงานที่แตกต่างกัน

คำถามที่พบบ่อย

ถาม: คปภ. ย่อมาจากอะไร?

ตอบ: CPO ย่อมาจาก Co-Packaged Optics ซึ่งเป็นสถาปัตยกรรมที่วางกลไกออพติคอลไว้ใกล้กับสวิตช์ ASIC หรือแพ็คเกจตัวประมวลผล แทนที่จะวางไว้ที่แผงด้านหน้า

ถาม: CPO เหมือนกับซิลิคอนโฟโตนิกส์หรือไม่

ตอบ: ไม่ ซิลิคอนโฟโตนิกส์เป็นแพลตฟอร์มการผลิตสำหรับสร้างวงจรรวมโฟโตนิก CPO คือสถาปัตยกรรมระบบที่สามารถใช้ซิลิคอนโฟโตนิกส์เป็นเทคโนโลยีที่เปิดใช้งานได้

ถาม: CPO และ LPO แตกต่างกันอย่างไร

ตอบ: LPO คงรูปแบบโมดูลที่เสียบได้ไว้ แต่จะลบ DSP ออนบอร์ดออก เพื่อลดพลังงานและเวลาแฝง ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะประหยัดได้ 30 ถึง 50% เมื่อเทียบกับ DSP- ที่เสียบปลั๊กได้ CPO ย้ายกลไกออปติคัลไปบนซับสเตรต ASIC และเปลี่ยนสถาปัตยกรรมระบบโดยพื้นฐานมากขึ้น

ถาม: CPO ลดการใช้พลังงานได้จริงหรือไม่?

ตอบ: จะลดพลังงานต่อบิตลงอย่างมาก - จากประมาณ 15 pJ/บิตสำหรับปลั๊กที่เสียบได้จนถึงเป้าหมาย 5 pJ/บิต - โดยกำจัดการติดตามทางไฟฟ้าที่ยาวนานและตัวจับเวลา DSP โปรดสังเกตความแตกต่างเล็กน้อย: CPO มีประสิทธิภาพต่อบิต แต่โดยเนื้อแท้แล้วไม่ใช่ส่วนประกอบที่มีพลังงานต่ำ- เนื่องจากเลเซอร์และตัวสะท้อนเสียงแบบวงแหวนยังคงดึงพลังงาน รวมถึงสำหรับการควบคุมความร้อนด้วย

ถาม: ซิลิคอนโฟโตนิกส์มีบทบาทอย่างไรใน CPO

ตอบ: ซิลิคอนโฟโตนิกส์มีกลไกออปติกแบบบูรณาการที่เป็นหัวใจสำคัญของการออกแบบ CPO ส่วนใหญ่ การวางดายอิเล็กทรอนิกส์ซ้อนกันบนโฟโตนิกดาย - เช่นเดียวกับในกระบวนการ COUPE ของ TSMC - คือสิ่งที่ทำให้ออปติคัลเอ็นจิ้นนั่งบนพื้นผิวของสวิตช์

ถาม: อะไรคืออุปสรรคหลักในการนำ CPO มาใช้

ตอบ: การจัดการระบายความร้อนถัดจาก ASIC ที่ร้อน ความซับซ้อนของบรรจุภัณฑ์และผลผลิต ความสามารถในการให้บริการภาคสนามลดลงและรัศมีการระเบิดที่ใหญ่ขึ้น และระบบนิเวศและการครบกำหนดมาตรฐาน สิ่งเหล่านี้ไม่ได้เกี่ยวกับประสิทธิภาพด้านออพติคอลเป็นหลัก

ถาม: CPO มีวางจำหน่ายทั่วไปแล้วหรือยัง?

ตอบ: ผลิตภัณฑ์ที่พร้อมสำหรับการปรับใช้-มาถึงในปี 2025 โดยมีหลักชัยด้านความน่าเชื่อถือ เช่น การทดสอบหนึ่ง-ล้าน-ลิงก์-ชั่วโมงของ Broadcom กับ Meta คาดว่าจะมีการใช้งานในระดับไฮเปอร์สเกล{6}}ครั้งแรกในปี 2026 แต่การใช้งานในวงกว้างจะค่อยเป็นค่อยไปและไม่สม่ำเสมอ

ถาม: ศูนย์ข้อมูลขององค์กรควรสนใจ CPO ในตอนนี้หรือไม่

ตอบ: สำหรับองค์กรส่วนใหญ่ ไม่ใช่การซื้อทันที เป็นสิ่งที่ควรค่าแก่ความเข้าใจในฐานะอินพุตแผนงาน แต่ออปติกแบบเสียบได้ - และ LPO สำหรับพลังงาน-การเข้าถึงระยะสั้นที่ละเอียดอ่อน - ยังคงเหมาะสมกว่าจนกว่าแบนด์วิดท์ พลังงาน หรือความหนาแน่นจะบังคับให้มีการเปลี่ยนแปลงอย่างแท้จริง

บทสรุป

Co-Packaged Optics เป็นหนึ่งในการเปลี่ยนแปลงทางสถาปัตยกรรมที่เป็นผลสืบเนื่องมากที่สุดในเครือข่ายศูนย์ข้อมูลความเร็วสูง- ด้วยการย้ายการแปลงแบบออปติคอลไปบนซับสเตรตของสวิตช์ จะลดพลังงานต่อบิตเหลือ 5 pJ/บิต เพิ่มความหนาแน่นของแบนด์วิดท์ให้เลย-เพดานแผงด้านหน้า และทำให้เครือข่าย AI และ HPC มีเส้นทางในการขยายขนาดเกินกว่า 800G และ 1.6T หลักฐานได้เปลี่ยนจากสไลด์แวร์ไปสู่การจัดส่งผลิตภัณฑ์และข้อมูลความน่าเชื่อถือที่แท้จริง

แต่ CPO ไม่ได้ลดลง-ในการทดแทนเลนส์แบบเสียบได้ โดยซื้อขายปัญหา-การเข้าถึงทางไฟฟ้าสำหรับบรรจุภัณฑ์ การระบายความร้อน ไฟเบอร์-การจัดการ และการปฏิบัติงาน - และจะจำกัดขอบเขตการใช้ประโยชน์ของผู้ดำเนินการจัดซื้อจัดจ้างให้แคบลง สำหรับทีมส่วนใหญ่ ท่าทางที่ถูกต้องจะแบ่งเป็นชั้นๆ: เก็บเลนส์ที่เสียบได้ผู้ใหญ่ไว้ในที่ที่พอดี ใช้ LPO สำหรับการเข้าถึงที่สั้นลง- และติดตาม CPO สำหรับ-โครงสร้าง AI และ HPC ที่มีความหนาแน่นสูง-รุ่นถัดไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งการขยายขนาด- การเปลี่ยนแปลงทางจิตที่สำคัญนั้นเรียบง่าย: CPO ไม่ใช่การตัดสินใจซื้อโมดูล แต่เป็น-การตัดสินใจเกี่ยวกับสถาปัตยกรรมระบบของสวิตช์ - และบนพื้นฐานนั้น CPO จึงอยู่ในการสนทนาแผนงานเครือข่าย AI ที่จริงจังอยู่แล้ว

ส่งคำถาม