英伟达，开启硅光新纪元

发布日期：2025-03-23 17:11    点击次数：81

（原标题：英伟达，开启硅光新纪元）

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跟着东谈主工智能计较的快速发展，数据中心网罗基础范例靠近着日益增长的需求。在2025年3月18日的GTC2025会议上，NVIDIA公布了其创始性的NVIDIA光子学硅光子技能。通过承袭共封装光学(CPO)来取代传统可插拔的光学收发器，这一篡改使光纤不错平直连气儿到交换机，瞻望可将数据中心的电力亏本减少40兆瓦。该技能同期普及了东谈主工智能计较集群的网罗传输效果，为下一代大规模东谈主工智能数据中心奠定了基础。

基于这一篡改，NVIDIA推出了Spectrum-X和Quantum-X硅光子网罗交换机，将电子电路与光通讯技能深度集成。这些科罚决策使AI工场大约跨地区互联数百万个GPU集群，同期降拙劣源亏本和运营用度。

Spectrum-X以太网平台:专为多佃农、超大规模东谈主工智能工场筹划，提供比传统以太网架构高1.6倍的带宽密度，相沿宇宙上最先进的超等计较基础范例。

Quantum-X光子学InfiniBand平台:愚弄200GbpsSerDes技能，它领有该平台将144x800Gbps端口，配备液体冷却的硅光子学块。与前几代比较，AI计较速率普及了一倍，完了了5倍的更大可膨胀性。

Spectrum-X

NVIDIA Spectrum-X光子学交换机提供多种竖立，包括 128 个800 Gb/s 端口或512个200 Gb/s端口，总带宽高达 100Tb/s，以及512个800 Gb/s端囗或2048个200Gb/s 端口，总迷糊量高达 400 Tb/s。

Spectrum-XCPO承袭多芯片筹划。其以太网交换机ASIC具有单芯片包处理引擎，周围有八个SerDes芯片(每边两个)和四个特殊的芯片在边际。Spectrum-XCPO芯片的每边包括九个端口，猜想36个端口，以800 Gb/s的速率运行。

Quantum-X

这款115.2 Tb/s Quantum-X光子交换器包含2个CPO模块。每个封装模块由一个量子X800 ASIC和6个光学组件构成，系数包含18个硅光子引擎。量子X800 ASIC提供28.8Tb/s的迷糊量，并使用台积电的4N工艺，集成了1070亿个晶体管。在每个CPO模块中，平直连气儿的光学组件具有3个硅光子引擎(每个模块猜想18个)和3个紧凑的可插拔连气儿器，完了4.8 Tb/s的迷糊才调。每个硅光子引擎齐承袭200 Gb/s微环调制器，将功耗裁减3.5倍。

在外部连气儿方面，Quantum-X光子交换用具有144个单模光纤MPO连气儿器。每个外部光源(ELS)配备有八个激光器(200 mWCW-DFB)，并提供自动温度追踪以及沉稳的波长和功率输出。

总的来说，一个Quantum-X光子学交换机集成了2个CPO模块、18个外部光源和144个MPO连气儿器，猜想4460亿个晶体管，并提供115 Tb/s的迷糊量。

InfiniBand CPO将于2025年下半年领先推出，而以太网CPO将于2026年下半年推出。请细心，CPO将是可选的-NVIDIA将赓续提供具有可插拔模块的交换机系统。

CPO 技能

CPO是高速网罗集群的中枢组件，突出是关于需要低延长和高带宽连气儿的东谈主工智能集群。与传统基于DSP的可插拔光模块比较，CPO具有显贵上风。它通过将ASIC和光学组件-镶嵌DSP功能平直集成在ASIC中，摈斥了对单独DSP芯片的需求。这种篡改的封装顺次极地面普及了举座模块性能，炒股开户同期显贵裁减了数据中心的功耗，而效果是数据中心的要道。此外，由于AI集群需要超高的带宽，CPO不错最小化与信号挪动商酌的延长和功率损耗。博通和想科齐宣称，在一台配备64个800GbE端口的51.2T交换机中，CPO不错比圭臬的可插拔光模块裁减30%的功耗。

NVIDIA的CPO基于新的微环调制器(MRM)，以普及能效。博通的CPO提供了50%的功耗裁减(通夙昔除DSP)，但它是基于马赫-曾德尔调制器(MZM)-光收发器的圭臬组件。

下图讲解了NVIDIA CPO中波及的多样组件。它从台积电制造的电子和光子集成电路(IC)开动，并拼装在一个3D堆栈中。台积电的紧凑型通用光子引擎(COUPE)技能包含一个微透镜，用于名义耦合到光纤阵列。在量子-X光子平台中，这些光引擎组件通过中间件连气儿到开关ASIC。NVIDIA的CPO互助伙伴包括Browave、Corning、Fabrinet、富士康、Lumentum、Senko、SPlL、住友商事、TFC和台积电。

然则，CPO也靠近着一些挑战。CPO模块的固定竖立可能带来限度，均衡可靠性与可替换性仍然是一个问题。在传统可插拔光模块系统中，光链路故障只需要移除和更换故障模块。比较之下，CPO系统中的故障需要更换整个这个词系统。CPO光学引擎中使用的硅光子器件提供的可靠性与其他硅基组件(除激光器外)杰出，唯有ELSFPS可能靠近光学故障问题。红运的是，这些建立相沿现场更换。

天然CPO技能提供了显贵的上风，如裁减功耗和简化部署，但可插拔的光块仍然是市集的主流。它们的纯真性和纯属的圭臬化使其赓续成为数据中心的首选。

NADDOD 提供高速可插拔的光学科罚决策，涵盖200G、400G、800G和前沿的1.6T 硅光子模块。过程大规模集群部署考证，NADDOD 模块发扬出超卓的性能、沉稳性和兼容性，确保 AI 计较集群的可靠运行。同期，咱们行业跳跃的制造范例和弘远的坐蓐管制系统大约无缝相沿 InfiniBand/RoCE AI基础范例，确保高质地居品和大规模快速拜托。

记忆

英伟达推出其1.6Tb/s硅光子CPO交换机，标识着交换和半导体市集的转型阶段。在市集需求激增和技能冲突的鼓舞下，CPO正在引颈整个这个词行业的颠覆。跟着技能的纯属和普及，CPO交换领域有望加快增长，为下一代AI基础范例解锁前所未有的可膨胀性。

CPO是东谈主工智能行业漫长旅程的第一步。在短期内，CPO可能会在特定场景下进行试点，举例超大规模集群，而可插拔模块仍将是主流。然则，从长久来看，跟着对高带宽传输的需求达到高频信号传输的极限，CPO技能将得到能源。明天，可能会出现搀和的“CPO+可插拔”架构，笔据应用需求提供纯真实选用。

https://www.naddod.com/blog/nvidia-s-silicon-photonics-cpo-the-beginning-of-a-transformative-journey-in-ai?srsltid=AfmBOoqE38gG8JmLgwctafpokq_v0mhDfap5Wh_llCYJHEKAEcB93wgp

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