CPO技术凭借ChatGPT大火(CPO技术介绍)
ChatGPT横空出世,让全球为之疯狂。随着ChatGPT概念大火,在高算力背景下,如何降低功耗、提升效率、控制成本也成为了诞生行业新风口的契机。
在ChatGPT带火的一波概念里,满眼望去,MCU、汽车芯片、光刻机、边缘计算等都是这几年经常活跃的“老朋友”,但名不见经传的CPO技术迅速成为市场关注的焦点。CPO从不为人知到成为ChatGPT概念下最靓的仔,CPO仅用了十天。
什么是CPO技术?
CPO,英文全称 Co-packaged optics,共封装光学/光电共封装。是一种新型的高密度光组件技术,CPO技术指的是光电共封装,就是把交换芯片和光引擎共同封装在一起,装配在同一个Socketed(插槽)上,形成芯片和模组的共封装。
这里介绍一下NPO,NPO英文全称Near packaged optics,近封装光学。NPO是将光引擎与交换芯片分开,装配在同一块PCB基板上。
我们传统的连接方式,叫做Pluggable(可插拔)。光引擎是可插拔的光模块。光纤过来以后,插在光模块上,然后通过SerDes通道,送到网络交换芯片(AISC)。
大家应该能看出来,CPO封装技术是终极形态,NPO技术是过渡阶段。NPO更容易实现,也更具开放性。
之所以要做集成(“封装”),目的很明确,就是为了缩短了交换芯片和光引擎间的距离(控制在5~7cm),使得高速电信号能够高质量的在两者之间传输,满足系统的误码率(BER)要求。
NPO / CPO 是将网络交换芯片和光引擎(光模块)进行“封装”的技术。
CPO这种组件封装技术缩短了交换芯片和光引擎间的距离,使得电信号能够更快的在芯片和引擎之间传输,提高了效率,减少了尺寸,还降低了功耗。能够帮ChatGPT背后的算力“降降火”,中英伟达高管在LightCounting报告中表示,AI对网络速率的需求是目前的10倍以上,在这一背景下,CPO有望将现有可插拔光模块架构的功耗降低50%。
CPO技术(光电共封装技术)的低功耗或成为AI高算力下高能效比方案。
1、功耗:通过设备(交换机等)和光模块等耦合在背板PCB上,通过液冷板降温,降低功耗。
2、体积/传输质量:满足超高算力后光模块数量过载等问题。同时将光引擎移至交换芯片附近,降低传输距离,提高高速电信号传输质量。
3、成本:耦合之后未来伴随规模上量,成本或有一定经济性。
高算力场景下,交换机/光模块等设备和器件,基于功耗和成本等考虑,可能会发生结构性的变化,通过新技术、CPO(光电共封装)、硅光、耦合、液冷散热等共同达到“高算力但非高功耗”的目标。其认为,ChatGPT加速的AI的进程,对于功耗和成本的要求来得更快,CPO技术能大幅降低能耗,从而降低成本,预计搭载CPO技术的光模块未来将逐步启动大规模商用。基于此,CPO技术凭借ChatGPT大火,站在行业新风口。
有行业人士指出,CPO技术的高效率、低功耗有可能会成为后续AI高算力下最好的解决方案,也是目前最有希望解决ChatGPT算力需求的一个方向。
NPO/CPO技术的背后,还要提一下现在非常热门的硅光技术。
硅光,是以光子和电子为信息载体的硅基光电子大规模集成技术。简单来说,就是把多种光器件集成在一个硅基衬底上,变成集成“光”路。它是一种微型光学系统。
硅光之所以这么火,根本原因在于微电子技术已经逐渐接近性能极限,传统的“电芯片”在带宽、功耗、时延方面,越来越力不从心,所以,就改走了“(硅)光芯片”这个新赛道。
人工智能高算力赛道,国内厂商怎么能错过。
行业研究数据库 资料显示,国内厂商也在积极布局CPO领域,其中亨通光电联合英国Rockley推出了3.2T的CPO交换机样机;中际旭创、新易盛、天孚通信等厂商也都在布局该领域。
设备商和终端用户方面也有包括华为、腾讯和阿里巴巴等大厂入局。
光模块方面来看,中国光模块厂商近十年取得长足进步,已占据全球主要份额。
凭借着400G时代的先发优势,国内领先的厂商有望在800G光模块时代继续取得领先的优势,以及在共封装光学领域取得突破。
800G光模块已有多家厂商推出,包括中际旭创、新易盛、光迅科技、华工科技、索尔思、剑桥科技和亨通光电等厂商。
国内在光模块领域成为全球领先者的角色的同时,将有力推动核心光电芯片产业链的发展,该环节主要厂商包括光迅科技、仕佳光子和华工科技等。
产业链相关厂商还包括博创科技、光库科技、锐捷网络和联特科技等。
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