CPO技術憑借ChatGPT大火(CPO技術介紹)
ChatGPT橫空出世,讓全球為之瘋狂。隨著ChatGPT概念大火,在高算力背景下,如何降低功耗、提升效率、控制成本也成為了誕生行業新風口的契機。
在ChatGPT帶火的一波概念里,滿眼望去,MCU、汽車芯片、光刻機、邊緣計算等都是這幾年經常活躍的“老朋友”,但名不見經傳的CPO技術迅速成為市場關注的焦點。CPO從不為人知到成為ChatGPT概念下最靚的仔,CPO僅用了十天。
什么是CPO技術?
CPO,英文全稱 Co-packaged optics,共封裝光學/光電共封裝。是一種新型的高密度光組件技術,CPO技術指的是光電共封裝,就是把交換芯片和光引擎共同封裝在一起,裝配在同一個Socketed(插槽)上,形成芯片和模組的共封裝。
這里介紹一下NPO,NPO英文全稱Near packaged optics,近封裝光學。NPO是將光引擎與交換芯片分開,裝配在同一塊PCB基板上。
我們傳統的連接方式,叫做Pluggable(可插拔)。光引擎是可插拔的光模塊。光纖過來以后,插在光模塊上,然后通過SerDes通道,送到網絡交換芯片(AISC)。
大家應該能看出來,CPO封裝技術是終極形態,NPO技術是過渡階段。NPO更容易實現,也更具開放性。
之所以要做集成(“封裝”),目的很明確,就是為了縮短了交換芯片和光引擎間的距離(控制在5~7cm),使得高速電信號能夠高質量的在兩者之間傳輸,滿足系統的誤碼率(BER)要求。
NPO / CPO 是將網絡交換芯片和光引擎(光模塊)進行“封裝”的技術。
CPO這種組件封裝技術縮短了交換芯片和光引擎間的距離,使得電信號能夠更快的在芯片和引擎之間傳輸,提高了效率,減少了尺寸,還降低了功耗。能夠幫ChatGPT背后的算力“降降火”,中英偉達高管在LightCounting報告中表示,AI對網絡速率的需求是目前的10倍以上,在這一背景下,CPO有望將現有可插拔光模塊架構的功耗降低50%。
CPO技術(光電共封裝技術)的低功耗或成為AI高算力下高能效比方案。
1、功耗:通過設備(交換機等)和光模塊等耦合在背板PCB上,通過液冷板降溫,降低功耗。
2、體積/傳輸質量:滿足超高算力后光模塊數量過載等問題。同時將光引擎移至交換芯片附近,降低傳輸距離,提高高速電信號傳輸質量。
3、成本:耦合之后未來伴隨規模上量,成本或有一定經濟性。
高算力場景下,交換機/光模塊等設備和器件,基于功耗和成本等考慮,可能會發生結構性的變化,通過新技術、CPO(光電共封裝)、硅光、耦合、液冷散熱等共同達到“高算力但非高功耗”的目標。其認為,ChatGPT加速的AI的進程,對于功耗和成本的要求來得更快,CPO技術能大幅降低能耗,從而降低成本,預計搭載CPO技術的光模塊未來將逐步啟動大規模商用。基于此,CPO技術憑借ChatGPT大火,站在行業新風口。
有行業人士指出,CPO技術的高效率、低功耗有可能會成為后續AI高算力下最好的解決方案,也是目前最有希望解決ChatGPT算力需求的一個方向。
NPO/CPO技術的背后,還要提一下現在非常熱門的硅光技術。
硅光,是以光子和電子為信息載體的硅基光電子大規模集成技術。簡單來說,就是把多種光器件集成在一個硅基襯底上,變成集成“光”路。它是一種微型光學系統。
硅光之所以這么火,根本原因在于微電子技術已經逐漸接近性能極限,傳統的“電芯片”在帶寬、功耗、時延方面,越來越力不從心,所以,就改走了“(硅)光芯片”這個新賽道。
人工智能高算力賽道,國內廠商怎么能錯過。
行業研究數據庫 資料顯示,國內廠商也在積極布局CPO領域,其中亨通光電聯合英國Rockley推出了3.2T的CPO交換機樣機;中際旭創、新易盛、天孚通信等廠商也都在布局該領域。
設備商和終端用戶方面也有包括華為、騰訊和阿里巴巴等大廠入局。
光模塊方面來看,中國光模塊廠商近十年取得長足進步,已占據全球主要份額。
憑借著400G時代的先發優勢,國內領先的廠商有望在800G光模塊時代繼續取得領先的優勢,以及在共封裝光學領域取得突破。
800G光模塊已有多家廠商推出,包括中際旭創、新易盛、光迅科技、華工科技、索爾思、劍橋科技和亨通光電等廠商。
國內在光模塊領域成為全球領先者的角色的同時,將有力推動核心光電芯片產業鏈的發展,該環節主要廠商包括光迅科技、仕佳光子和華工科技等。
產業鏈相關廠商還包括博創科技、光庫科技、銳捷網絡和聯特科技等。
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