Marvell发布突破性CPO架构,浅析互连产品的利弊得失
2025-01-16 09:31:12 来源:连接器世界网 作者:李其靖
【哔哥哔特导读】突破性CPO架构为人工智能领域的发展注入新的活力,也促使我们深入探究CPO技术给互连产品究竟会带来怎样的影响。
1 月 6 日,美国芯片大厂Marvell宣布重大突破,将共封装光学架构(CPO)应用于定制 XPU(人工智能加速器),引发芯片领域广泛关注。
Marvell将CPO技术无缝集成到定制 XPU中,使用高速SerDes、die-to-die接口与先进封装技术,把XPU计算硅、HBM和其他小芯片,与Marvell 3D SiPho引擎结合在同一基板上,推动 AI 服务器性能跃升。
CPO赋能,定制AI加速器性能提升
CPO 是Marvell定制 XPU 显现优势的关键。
Marvell表示,CPO通过利用高带宽硅光子学光学引擎,传输速率与抗电磁干扰特性均优于传统铜缆,确保数据传输的稳定性与高效性;此外,这种集成模式减少了对高功率电气驱动器、中继器和重定时器的依赖,进一步提高电源效率。
CPO 架构用于定制 XPU 图/Marvell
基于CPO技术的Marvell定制 XPU 架构,消除了电信号离开XPU封装进入铜电缆或穿过印刷电路板的需要,实现了XPU间数据传输的快速化与长距离化,相较电缆长100倍。
可为单个AI服务器中提供更长的XPU到XPU连接,将AI服务器的规模扩展到使用CPO的多个机架上的数百个XPU,支持跨多个机架的AI服务器内的纵向扩展连接。
CPO 技术这趟车,有人 “抛锚”,也有人“超车”
CPO 作为新型光电子集成技术,正重塑高速光互连的设计与实施模式。
据光通信行业权威市场研究机构 LightCounting预测,CPO的有限部署即将开启,预计到 2028- 2029年,CPO有望成为1.6T及更高速互连的主流可行选择之一。
LightCounting还预估,到2029年,3.2T CPO端口数量将超1000万个。展现CPO技术在未来光通信领域的巨大潜力。
数据中心 图/包图网
不过CPO技术在蓬勃发展的同时,也给传统互连产品带来严峻挑战。
一方面,CPO 技术将PIC和EIC高度集成于单个封装内,进一步精简了所需组件与互连器件数量;另一方面,CPO设计摒弃耗能的铜线长距离传输,减少铜线使用量。
这意味着企业必须加速技术革新,确保自身产品在新兴的产业价值链中成为不可或缺的一环。
鉴于 CPO 技术的独特特性及其未来的发展趋势,与之紧密关联的互连产品在发展过程中可遵循以下方向:
其一,鉴于 CPO 追求高集成度,未来的互连产品需朝着更小型化、高密度、高可靠、强抗干扰、低损耗方向迈进,其中热管理性能优异的互连产品将备受青睐,以满足系统在复杂工况下稳定运行需求;
其二,CPO高度集成化的同时带来了光纤布线的复杂性,对跳线工艺要求高。
其三,CPO 要求器件具备高度模块化与标准化特质,同时支持可插拔功能,便于系统集成与后期维护;
其四,CPO方案的应用紧密联系客户整套算力集群方案,这就要求互连产品具备定制化能力,以适配不同客户的多样化算力需求。
在 CPO 领域的竞争中,不少企业已经率先布局:
英特尔发布了面向CPO连接的新型连接器,其采用可插拔方式连接光纤与CPO封装,这种设计在方便连接的同时,也为系统集成提供了便利。
Molex莫仕则最早推出了CPO光电混合互连方案,该方案包含外部激光源系统(ELSIS),不仅安全性高,而且易于维护;摒弃了部分模块上的高速电气 I/O 驱动器,有效降低了热负载和功耗。
SENKO提出了中间板/板载光互连方法以及使用柔性背板材料的裸纤布线方案,为解决CPO技术的布线难题提供了新的思路。
中际旭创的面向CPO应用的高密度光学连接器,内含微透镜阵列,其耦合损耗小于 1dB,并且降低对耦合位置精度的要求;能够实现回流焊工艺兼容,在工艺上具有独特的优势。
外部激光源互连系统(ELSIS) 图/莫仕
先行企业在 CPO 领域已加速前行,其他企业更应尽早谋划布局,以免在竞争中落后。
小结
CPO技术将持续领航光通信变革。对于企业而言,竞争与合作将并存。
可以预见,在未来的数年里,CPO 技术将为我们打开一扇通往更高速智能的数字世界的大门。
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