Co-Upakovana optika: Da li je 1.6T CPO spreman za AI?

AI data center with co-packaged optics interconnects

Šta je Co{0}}pakovana optika (CPO)?

Ko-upakovana optika je arhitektura prekidača koja pomiče električnu-u-optičku konverziju pored silikona prekidača. U konvencionalnom sistemu, optika sjedi unutrautični optički modulina prednjoj ploči prekidača, a električni signali putuju nekoliko centimetara preko ploče - kroz tragove, konektore i često čipove retajmera - prije nego što dođu do njih. CPO urušava tu udaljenost: optički motori silikonske fotonike su montirani na isti paket ili podlogu kao i ASIC prekidača, smanjujući električni put sa centimetara na milimetre.

Labava analogija je pričvršćivanje pumpe direktno na rezervoar umjesto dugog, propusnog cjevovoda između njih. Inženjerski slučaj je precizniji od analogije. Pri 100G i 200G po električnoj traci, guranje signala preko dugačkog kanala ploče zahtijeva SerDe i DSP retajmere gladne energije, a budžet za gubitak se pogoršava sa svakim korakom brzine. Recenzirana anketa{6}}uGranice optoelektronike (Tan et al., 2023) opisuje CPO kao način da se dramatično skrati SerDes link, podižući gustinu propusnog opsega interkonekcije i energetsku efikasnost na tački u kojoj konvencionalna optika koja se može priključiti više ne može držati korak s rastom prometa u podatkovnim centrima.

Većina CPO dizajna dijeli iste građevne blokove: prekidač ASIC, nekoliko silikonskih fotoničkih optičkih motora raspoređenih oko njega, vanjski izvori lasera (obično se mogu priključiti, tako da se neispravni laser može zamijeniti bez dodirivanja paketa) i{0}}nizovi vlakana visoke gustine koji prenose svjetlost od ruba paketa do prednje ploče.

Co-packaged optics architecture with optical engines near switch ASIC

Zašto se AI podatkovni centri zalažu za CPO

Dva pritiska se susreću unutar AI klastera. Prvi je propusni opseg: moderna struktura za obuku povezuje hiljade GPU-ova, od kojih svaki treba 800G - i uskoro 1,6T - povezivanja, tako da broj optičkih veza raste daleko brže od broja servera. Druga je moć. Međunarodna agencija za energetiku projektuje u svomIzveštaj o energiji i veštačkoj inteligencijida će se globalna potrošnja električne energije u podatkovnim centrima više nego udvostručiti na oko 945 TWh do 2030. godine, s AI najvećim pokretačem tog rasta.

Umrežavanje je samo jedan dio tog opterećenja, ali brzo-rastući dio. Pri brzini od 51,2 Tbps po prekidaču, moduli koji se mogu priključiti, njihovi DSP-ovi i dugi električni kanali koji ih napajaju predstavljaju značajan udio u snazi sistema komutatora, a taj udio ponovo raste pri 102,4 Tbps i 1,6T brzinama portova. Ovo je specifičan problem CPO cilja - jedan dio šireg obrasca o kojem smo pisalizašto radna opterećenja AI toliko zavise od mreža s optičkim vlaknima.

CPO u odnosu na tradicionalnu utičnu optiku

Ova dva pristupa je najlakše vagati jedan pored drugog.

Aspekt	Priključna optika	Ko-pakovana optika
Putanja električnog signala	Sentimetri traga ploče, često sa retajmerima ili DSP-ovima	Milimetri unutar pakovanja
Optičko interkonektno napajanje	Veći pri brzinama od 800G i 1,6T	Prodavac{0}}izvijestio je o smanjenju do oko 70% na nivou optičke interkonekcije
Gustina propusnog opsega	Ograničeno brojem kaveza na prednjoj ploči	Viši; veći kapacitet po jedinici regala
Upotrebljivost	Neuspjeli modul se-zamjenjuje za nekoliko minuta	Optički motori nisu{0}}zamjenjivi na terenu; dizajni se oslanjaju na priključne lasere, redundantnost i rezervne dijelove
Zrelost ekosistema	Odrasli, više{0}}prodavači, zamjenjivi	Early; nekoliko dobavljača, interoperabilnost se još uvijek razvija
Najbolje pristaje danas	Opće mreže centara podataka i mješoviti dosegi	AI i HPC tkanine najveće-gustine, obično hlađene tekućinom{1}}

Postoje i srednji putevi. Linearna priključna optika (LPO) uklanja DSP iz modula zadržavajući pritom faktor oblika koji se može priključiti, a blizu-upakovana optika (NPO) pomiče optičke motore blizu -, ali ne i na - paket prekidača. Mnogi operateri očekuju današnji800G optički moduli, LPO i CPO da koegzistiraju godinama, a svaki se koristi na nivou mreže na kojem-ustupci imaju smisla.

Pluggable optics and co-packaged optics switch comparison

Prijavljena implementacija 1.6T: potvrđena, tražena i nepotvrđena

Najkorisnija stvar koju možemo učiniti s pričom koja kruži je da je sortiramo prema dokazima.

Potvrđene prekretnice

U martu 2024. Broadcomisporučio Bailly, opisan kao prvi 51,2 Tbps CPO Ethernet prekidač u industriji, koji uparuje Tomahawk 5 ASIC sa osam 6,4 Tbps silikonskih fotoničkih optičkih motora.
Kroz 2025. proizvođači sistema u Broadcomovom ekosistemu prebacili su prekidače bazirane na Bailly-u masovnu proizvodnju, a Broadcomnajavio treću-generaciju CPOsa 200G-po-lane mogućnošću - generacija koja omogućava izvorne 1.6T portove.
NVIDIAnajavila je svoje linije prekidača za silicijumske fotonikeu martu 2025., donoseći CPO i na InfiniBand i na Ethernet platforme.
Prve velike proizvodne narudžbe za 1.6T priključne primopredajnike objavljene su početkom 2026. godine, potvrđujući da je era 1.6T započela i na strani koja se može priključiti.
Radni CPO hardver od više dobavljača bio je vidljiva tema na nedavnim izložbama OFC-a - pogledajte naše bilješke našta je bilo stvarno, a šta hype na OFC 2026.

Prodavac{0}}izvijestio brojke (pročitajte računovodstvo)

Broadcom navodi otprilike 70% manju snagu za optičku interkonekciju u poređenju sa primopredajnicima koji se mogu priključiti. To je broj-nivoa interkonekcije, a ne{3}}nivoa jedan.
Proizvođači prekidača koji rade na Bailly platformi prijavili su uštede na nivou sistema-u rasponu od 30-40% u odnosu na potpuno popunjene priključne sisteme u svojim vlastitim mjerilima.
Materijali NVIDIA proizvodazahtijevaju do 5x bolju energetsku efikasnost za svoju ko-upakovanu optiku u odnosu na primopredajnike koji se mogu priključiti, uz otpornost i prednosti{2}}brzine implementacije.

Neverifikovano od juna 2026

Tvrdnja da je kineski dobavljač oblaka pokrenuo prvi komercijalni 1.6T CPO klaster u zemlji u aprilu 2026., uključujući brojku od više od 5.000 CPO prekidača na jednoj lokaciji.
Konkretni rezultati pridruženi toj tvrdnji: 45% manja ukupna potrošnja energije, 52% niži troškovi hlađenja, 30% veća gustina servera, 60% niža latencija od{4}}do{5}}kraja i godišnja ušteda iznad 200 miliona kWh.
Izvještaji da će druge kineske kompanije u oblaku i internetu pokrenuti vlastite CPO klastere u drugoj polovini 2026. Nismo pronašli nikakve-objave prve strane koje to podržavaju.

Ništa od ovoga ne znači da se implementacija nije dogodila - veliki operateri se ponekad implementiraju tiho. To znači da tvrdnje treba da budu označene kao nepotvrđene sve dok se ne pojavi zvanična najava, tehnički dokument ili revidirani podaci testa. I svako "prvo u svijetu" kadriranje mora se boriti s činjenicom da se CPO sistemi isporučuju izvan Kine od 2024.

Snaga, hlađenje i kašnjenje: Kako čitati brojeve

Koja "snaga" se štedi?

Tvrdnje o snazi o CPO žive na četiri različita nivoa, a njihovo miješanje je najčešća greška u pokrivanju ove teme.

Optičko interkonektno napajanje- optika plus električni kanal koji ih hrani. Ovdje se primjenjuju brojke od 70%-klase.
Prebacite sistem na napajanje- cijeli prekidač, uključujući ASIC, hlađenje i upravljačku ravninu. Rani standardi proizvodnje stavljaju uštede na otprilike 30-40%.
Rack i snaga hlađenja- zavisi od dizajna hlađenja. CPO koncentriše toplotu na paketu prekidača, a većina dizajna pretpostavlja hlađenje tekućinom.
Ukupna snaga objekta- dominiraju GPU-ovi, pohrana i hlađenje. Umrežavanje je manjinski udio, tako da se čak i velike uštede na međusobnom povezivanju pretvaraju u jednocifrene promjene postotaka na nivou objekta za većinu AI centara podataka.

Zbog toga je za tvrdnju kao što je "CPO smanjio ukupnu snagu centra podataka za 45%" potrebni izvanredni dokazi: tehnologija na nivou prekidača-ne može normalno sama pomjeriti ukupne kapacitete tako daleko.

Data center power layers affected by co-packaged optics

Latencija

Uklanjanjem stepena DSP-a i retajmera, CPO može smanjiti desetine nanosekundi po skoku. Preko velike više-slojne tkanine koja se zbraja, a za usko sinhronizirane poslove obuke to može biti važno. Ne podržava opštu tvrdnju "60% niže od-do-kašnjenja, jer vrijeme-do-odgovora dominiraju računanje, softver i red čekanja, a ne sloj veze.

Hlađenje i gustina

Uklanjanje modula koji se mogu priključiti na toplo sa prednje ploče može poboljšati protok vazduha i omogućiti gušće konfiguracije, što može smanjiti troškove hlađenja po jedinici propusnog opsega u uporedivim uslovima. Prednost je stvarna, ali zavisi od-konfiguracije, i dolazi u paketu s novim zahtjevom: upravljanje toplijim, gušćim paketom prekidača, obično s tekućim hlađenjem.

Vremenski okvir komercijalizacije i ključni akteri

Provjerljivi luk izgleda ovako. Istraživački programi i rad na standardima, uključujući OIF-ov okvir za ko-pakiranje, trajali su početkom 2020-ih. Broadcom je isporučio Bailly kupcima u martu 2024. i te godine ga je javno pokazao na OFC-u. 2025. godine, sistemi bazirani na Bailly-u ušli su u masovnu proizvodnju, NVIDIA je najavila svoje fotoničke prekidačke linije, a Broadcom je detaljno opisao 200G-po-traku treće-generacije CPO-a usmjerenog na 1,6T portove. Godine 2026. počeli su stizati NVIDIA Quantum-X InfiniBand Photonics sistemi, sa Spectrum-X Ethernet Photonics planiranim za drugu polovinu godine, dok su dobavljači komponenti skalirali kapacitet laserskog i fiber{17}} niza u očekivanju stvarne količine.

Kineski ekosistem se također kreće: domaći dobavljači prekidača su demonstrirali CPO prototipe, proizvođači komponenti isporučuju jedinice vlakana i optičke sklopove visoke{0}}gustine u globalne CPO programe, a operateri ocjenjuju arhitekturu. Ono što još uvijek nedostaje, što se tiče javnih dokaza, jeste potvrđeni komercijalni klaster-razmjera kakvog opisuje priča koja kruži.

Još jedna nijansa je bitna za kupce: CPO stiže prvi u skali{0}}iz tkanine - slojeva prekidača koji povezuju servere i podove - dok vrlo kratke veze-naviše unutar stalka često ostaju bakarne za sada. Gdje svaki medij pobjeđuje je pitanje dosega, moći i cijene, kroz koje prolazimobakar u odnosu na vlakna u centrima podataka AI.

Tvrdi dijelovi: pouzdanost, lakoća servisiranja, cijena i lanac snabdijevanja

U člancima koji navode samo prednosti CPO-a nedostaju razlozi zbog kojih je usvajanje bilo namerno, a ne trenutno.

Laserska pouzdanost.Laseri su među najmanje pouzdanim optičkim komponentama, zbog čega ih većina CPO dizajna drži u vanjskim laserskim izvorima koji se mogu priključiti, a ne unutar pakovanja.
Terenska služba.Neispravni priključak se zamjenjuje za nekoliko minuta; degradirani optički motor na CPO paketu nije-popravljiv na terenu. Operaterima je potrebno planiranje redundanse, štedljive strategije i povjerenje u dugoročne-stope neuspjeha prije nego što predaju cijeli materijal.
Ekonomija prinosa i prerade.Co{0}}pakovanje spaja skupi ASIC prekidač za više optičkih motora, tako da kvar u jednom motoru dovodi u opasnost cijeli sklop. Poznato-dobro-ispitivanje kalupa i prinos ambalaže vode krivu troškova.
Pričvršćivanje vlakana i gustina kablova.Svaki CPO prekidač prekida hiljade vlakana, gurajući precizne jedinice niza vlakana i strukturirane kablove visoke{0}}gustoće u prvi plan - isti pritisak koji je već vidljiv uMPO kabliranje za 800G-klasu AI klastera.
Standardizacija i drugi izvor.Priključni moduli su zamjenjivi među dobavljačima; CPO trenutno nije. Kupci ostaju oprezni kada se radi o jednom-zaključavanju dobavljača- dok interoperabilnost ne sazrije.

Iz ovih razloga, većina prognoza - uključujući i bikovske - opisuje povećanje CPO-a zajedno s priključnim i LPO-om do kasnih 2020-ih, počevši od najgušćih AI tkanina umjesto da potpuno istiskuju optiku koja se može priključiti.

FAQ

P: Šta je CPO u jednostavnim terminima?

O: Ko-upakovana optika stavlja optičke predajnike i prijemnike na isti paket kao čip prekidača umjesto na module za uključivanje-, smanjujući električnu udaljenost koju signal putuje sa centimetara na milimetar. Isplata je manja snaga interkonekcije i veća gustina propusnog opsega.

P: Koliko energije zaista štedi CPO?

O: Brojke sa javnim izvorima iza sebe: oko 70% niža optička snaga interkonekcije (Broadcom-ova Bailly platforma), otprilike 30-40% niža snaga sistema prekidača u ranim testovima proizvodnje i NVIDIA-ina tvrdnja o efikasnosti energije do 5x u odnosu na primopredajnike koji se mogu priključiti. Uštede{5}}na nivou objekata su daleko manje u procentima, jer je umrežavanje manjina od ukupnog opterećenja data centra.

P: Da li je CPO komercijalno dostupan 2026.?

O: Da, u ranoj fazi. 51.2T CPO Ethernet svičevi izgrađeni na Broadcomovoj platformi su u proizvodnji, NVIDIA Quantum-X InfiniBand Photonics sistemi stižu 2026. godine, a Spectrum-X Ethernet Photonics linija je predviđena za drugu polovinu godine. Dosadašnje implementacije se najbolje opisuju kao rani-primanja, a ne kao mainstream.

P: Koja je razlika između CPO, NPO i LPO?

O: LPO zadržava faktor oblika koji se može priključiti, ali uklanja DSP iz modula. NPO montira optičke motore u blizini sklopnog paketa. CPO ih integriše u sam paket, što daje najveći dobitak u snazi i gustini zajedno sa najvećim kompromisom u pogledu uslužnosti i ekosistema-.

P: Hoće li CPO zamijeniti priključne optičke module?

O: Ne uskoro. CPO vodi u najgušćim AI i HPC tkaninama, dok priključni uređaji ostaju dominantni na drugim mjestima jer su fleksibilni, više-prodavači i jednostavni za servisiranje. Očekujte dugu koegzistenciju, a ne zamjenu.

P: Zašto je 1.6T bitan?

O: 1.6T portovi stižu zajedno sa električnom signalizacijom od 200G-po-traci, gdje gubitak kanala čini duge tragove ploče sve skupljima u pogledu snage i integriteta signala. To je upravo radna tačka u kojoj skraćeni električni put CPO-a daje najveću vrijednost - zbog čega su 1.6T AI tkanine mjesto gdje će se vjerodostojne tvrdnje o implementaciji CPO-a prvo pojaviti.

Bottom Line

Ko-upakovana optika je prošla fazu slajdwarea: proizvodi se isporučuju, ekosistem se formira, a fizika koja stoji iza njene prednosti u snazi je dobro dokumentirana u-provjerenom radu i otkrivanjima dobavljača. Provjereni, veliki-komercijalni klaster 1,6T CPO u Kini bio bi značajna prekretnica -, ali od juna 2026. godine specifične tvrdnje u opticaju nemaju izvore-prve strane, a njihovi naslovni brojevi brišu liniju između snage interkonekcije i ukupne snage postrojenja. Dok se ne pojavi zvanična dokumentacija, tretirajte ih kao projekcije. Smjer putovanja, međutim, nije sporan: kraći električni putevi, više vlakana i optika koja se stalno približava silicijumu.

Urednička napomena: gore citirani podaci o dobavljačima potiču iz povezanih javnih objava i dokumentacije proizvoda. Tvrdnje označene kao neprovjerene nisu imale-izvor prve strane koji bismo mogli locirati u vrijeme objavljivanja; ovaj članak će biti ažuriran ako se pojavi službena dokumentacija.

Znanje