雪球今日话题 07月27日 13:44
AIDC互联进阶:铜缆→光模块→CPO→OIO,兼论渗透率
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本文深入浅出地解析了AI集群Scale-out和Scale-up全光网络的互联技术。Scale-out网络中,DCI长距离互联主要依赖相干光模块,而DCN内部互联及服务器到交换机的连接则逐步向CPO(共封装光学)技术演进,预计CPO渗透率上限可达75%。Scale-up网络则从铜缆/PCB转向CPO,并进一步发展到OIO(光互连芯片),最终实现100%的全光互联。文章强调CPO是AI集群互联的必然方向,能显著提升能效、可靠性和部署速度,并指出了各环节的技术龙头企业。

💡 Scale-out网络的关键在于内部互联,其中DCN(数据中心网络)和AI服务器到交换机的连接是CPO技术的主要应用场景,预估CPO渗透率可达75%,LPO和相干光模块分别占据15%和10%的市场空间。

🚀 Scale-up网络正经历从铜缆/PCB到CPO,再到OIO(光互连芯片)的演进过程,旨在实现GPU服务器与交换机的100%全光互联,以满足AI集群对带宽和效率的更高要求。

✨ CPO并非光模块本身,而是2.5D/3D先进半导体封装技术,它能够显著降低成本(30%)、提升系统能效(3.5倍)、增强可靠性(10倍)并加快部署速度(1.3倍),是解决AI集群功耗、散热和带宽挑战的关键。

🌟 OIO技术是对CPO的进一步发展,通过DWDM(密集波分复用)技术实现一条光纤内传输多路信号,相当于将单车道的光速公路升级为8-32车道,是未来AI集群互联的终极形态。

作为雪球平台上持续聚焦 AIDC 全光网络领域的创作者,过去一年间,我始终致力于系统分享相关知识。但观察下来,仍有不少朋友对这一领域的理解不够透彻,存在认知模糊的情况。今天我特别梳理了一个极简版本的图示,力求直观清晰地呈现核心逻辑。

AI集群Scale-out全光网络

1、DCI (DC Interconnection)

AI集群之间的长距离互联(10%),2km-50km,采用相干光模块,功耗大、体积大、数量少,未来没必要也无法演进到CPO形态。目前相干光模块都是基于硅光体系,光模块内部采用CPO技术降成本提高性能,也是普遍做法。

2、DCN(DC Network)

DC内部交换机之间的互联(60%),互联距离100m-2km,这个场景将来都会被CPO替代

AI服务器到交换机之间的互联(30%),互联距离2m-50m,大部分采用ACC、AEC铜缆连接(1~5米),也有部分采用多模光模块(SR),未来很大概率会演进到LPO。Leaf交换机侧的占比15%,用CPO来提高组网能力。

所以,Scale-out网络里面,CPO的渗透率上限在75% (60%+15%),剩下15%属于LPO的空间,10%属于相干光模块的空间。

AI集群Scale-up全光网络

到目前为止,英伟达等大部分都采用电互连(PCB、铜缆),即将向全光互联切换,需要分两步走:

1、铜缆/PCB → CPO 。

2、CPO → OIO

CPO是单车道的光速公路(一条光纤只有一路光通信),OIO是8~32车道的光速公路(一条光纤里面同时跑8-32路波长不同的光通信)。

CPO和OIO技术体系下, GPU服务器和交换机必须同时配对使用,所以渗透率100%。

结论

CPO≠光模块;CPO=2.5D/3D先进半导体封装; OIO=3D先进封装。

OIO = CPO + DWDM(密集波分复用) 。

CPO在产业界和学术界已经形成广泛共识。成本降低30%,系统能效水平提升3.5倍,可靠性提升10倍,部署速度提升1.3倍(英伟达官网口径)。真正能解决人工智能集群在功耗、散热、带宽和部署效率挑战(博通官宣材料)。CPO是AI集群互联唯一的发展方向(国内通信泰斗韦乐平)。

一、Scale-out,CPO渗透率不可能超过75%,LPO占比15%,相干光模块10%。

二、Scale-up,先CPO再OIO,渗透率100%(要不用铜缆/PCB,要不用CPO/OIO)。

产业龙头

CPO技术龙头 = 英伟达+博通。

OIO技术龙头 = Ayar Labs + 英伟达。

CPO先进封装龙头 = 罗博特科

OIO先进封装龙头= 罗博特科。

CPO/OIO代工龙头 = 台积电 + 日月光。

光模块龙头=中际旭创+新易盛。

LPO龙头 = 新易盛 + 中际旭创。

AIDC集群通信迈向全光网络,是必然趋势。

全光网络迈向CPO,然后OIO,刻不容缓。

全光网络,大有可为。

$罗博特科(SZ300757)$ $中际旭创(SZ300308)$ $半导体ETF(SH512480)$

//利益关联说明:罗博特科是我AI算力持仓组合的一部分,本文中所提及的其它代码,发稿前均不持有。

//特别提醒:本文仅为个人学习总结,对未来的趋势预测仅凭个人经验,大家理性辩证参阅,自我投资决策。欢迎任何人前来讨论,但情绪贴先删后黑。



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