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Andy Bechtolsheim是Unix系統(tǒng)制造商Sun Microsystems的傳奇聯(lián)合創(chuàng)始人，之后又創(chuàng)辦了多家網(wǎng)絡(luò)初創(chuàng)公司。他對(duì)共封裝光器件（CPO）并不反對(duì)。當(dāng)然，唯一的問題是，迄今為止，CPO模塊還無法實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

毫無疑問，共封裝光模塊（CPO）即將應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心，尤其是在人工智能行業(yè)巨頭英偉達(dá)（Nvidia）在其Quantum X800 InfiniBand和Spectrum X800以太網(wǎng)交換機(jī)上采用CPO鏈路之后——這兩款交換機(jī)于2024年6月發(fā)布預(yù)覽，2025年3月正式上市，并于2025年12月開始出貨。英偉達(dá)還在今年3月的GTC大會(huì)上告知客戶，隨著未來“Feynman”GPU將于2028年問世，其機(jī)架級(jí)系統(tǒng)核心的NVSwitch 8相干內(nèi)存擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)也將遷移到CPO。這強(qiáng)烈暗示Feynman GPU以及英偉達(dá)與之搭配的下一代Arm服務(wù)器CPU（目前尚未公布代號(hào)）也將配備CPO端口。

為了解決制造工藝問題，在今年的GTC大會(huì)之前，英偉達(dá)分別向Lumentum和Coherent注資20億美元，這兩家公司主要生產(chǎn)驅(qū)動(dòng)CPO端口的激光器。英偉達(dá)還與這兩家公司簽署了數(shù)十億美元、為期多年的供貨協(xié)議。3月晚些時(shí)候，英偉達(dá)又與Marvell簽署了一項(xiàng)類似的20億美元協(xié)議，旨在為定制加速器添加NVLink Fusion端口。但我們認(rèn)為，Marvell在2025年12月以25億美元收購Celestial AI時(shí)獲得的CPO技術(shù)，也可能包含在這項(xiàng)協(xié)議中。

與此同時(shí)，人工智能數(shù)據(jù)中心需要更高的網(wǎng)絡(luò)密度，因此需要比過去二十年來主導(dǎo)數(shù)據(jù)中心的SFP、QSFP和OSFP可插拔模塊密度更高的光模塊。更具體地說，它們需要比OSFP可插拔模塊更高的密度。OSFP可插拔模塊最初由Arista Networks于2016年提出。Arista Networks是一家新興公司，在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域挑戰(zhàn)思科系統(tǒng)（Bechtolsheim是該公司聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席開發(fā)官）。大約一年后，谷歌和業(yè)界采納了該標(biāo)準(zhǔn)，并推出了速度高達(dá)400 Gb/s的可插拔模塊。這些模塊已成為歷史上最流行的可插拔光模塊。

問題在于，OSFP 模塊對(duì)于現(xiàn)代人工智能系統(tǒng)所需的基數(shù)來說太大了，尤其是在需要使用以太網(wǎng)進(jìn)行縱向擴(kuò)展和橫向擴(kuò)展的情況下。這時(shí)，超密集可插拔光模塊（XPO）多源協(xié)議就派上了用場(chǎng)。該標(biāo)準(zhǔn)由 Arista Networks、微軟、Marvell、博通和 Ciena 等公司發(fā)起，目前已獲得超過一百家公司的支持。谷歌并不在支持名單之列，這可能意味著谷歌會(huì)在 XPO 模塊預(yù)計(jì)大規(guī)模上市的同一時(shí)期，嘗試從 OSFP 可插拔模塊過渡到某種片上 CPO 技術(shù)。

XPO模塊的巧妙之處在于，它在與OSFP模塊相同的空間內(nèi)提供了更高的帶寬，這意味著交換機(jī)的前面板可以輸出更多的數(shù)據(jù)流，從而提供更大的帶寬。然而，由于物理定律的限制，XPO模塊必然會(huì)帶來更高的熱密度，因此需要通過冷板和液冷來散熱。但在GPU和XPU需要以越來越大的規(guī)模進(jìn)行縱向和橫向擴(kuò)展，并且液冷已成為機(jī)架級(jí)系統(tǒng)標(biāo)配的今天，這只是一個(gè)微不足道的問題。目前，沒有其他方法能夠使組件彼此更緊密地連接，從而降低延遲并提升性能。

據(jù)Bechtolsheim稱，目前使用1.6 Tb/s的OSFP模塊，可以在1U以太網(wǎng)交換機(jī)的前面板提供32個(gè)端口，總吞吐量為51.2 Tb/s。OSFP模塊的功耗在30瓦到40瓦之間，即使加裝散熱板，也無法真正提升散熱能力或增加交換機(jī)前面板端口密度。這意味著，如果您擁有204.8 Tb/s的交換機(jī)ASIC芯片（信不信由你，我們很快就會(huì)擁有），則需要4U的機(jī)箱空間才能容納128個(gè)以1.6 Tb/s速率運(yùn)行的OSFP模塊。

XPO模塊在兩個(gè)OSFP模塊所占的空間內(nèi)集成了64個(gè)運(yùn)行速度為200 Gb/秒的通道，通道密度提高了四倍。XPO模塊使帶寬提高了八倍，散熱能力提高了十倍，達(dá)到400瓦。

以下是XPO模塊的分解圖：

Bechtolsheim說，這里巧妙地利用了幾何原理，使得芯片板（電路的小型主板）能夠正好安裝在兩個(gè) OSFP 模塊相同的空間內(nèi)。因此，芯片和芯片板的設(shè)計(jì)無需更改。將兩個(gè)芯片板并排放置，然后將兩對(duì)芯片板首尾相接堆疊，就能在兩倍的空間內(nèi)獲得八倍的通道數(shù)。

仔細(xì)想想，XPO 的設(shè)計(jì)理念似乎很符合直覺，就像許多優(yōu)秀的工程設(shè)計(jì)理念在事后看來那樣。

XPO模塊將支持多種前面板光纖連接器：

Bechtolsheim指出，XPO的優(yōu)勢(shì)在于它支持任何光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)、任何光學(xué)技術(shù)、任何類型的驅(qū)動(dòng)器、重定時(shí)器或齒輪箱、任何光纖連接器以及任何類型的電纜，并且無需轉(zhuǎn)向CPO即可提高密度。經(jīng)濟(jì)效益或許會(huì)更好，但不要過早下結(jié)論。

另一個(gè)好處是，采用液冷技術(shù)的XPO組件在12.8 Tb/s ZR模塊（其原理圖和熱圖如下所示）中，溫度比風(fēng)冷的1.6 Tb/s OSFP-ZR模塊低20到25攝氏度。（在相同的1.6 Tb/s帶寬下，XPO模塊的溫度大約低45攝氏度，而OSFP模塊的溫度則在65到70攝氏度之間。）

更低的溫度意味著現(xiàn)場(chǎng)故障會(huì)減少——具體減少多少還有待觀察。但這對(duì)于人工智能超級(jí)計(jì)算機(jī)來說意義重大，因?yàn)槿魏喂收隙紩?huì)導(dǎo)致訓(xùn)練運(yùn)行完全停止，必須回滾到之前的檢查點(diǎn)并重新開始。對(duì)于GPU和XPU來說，時(shí)間就是金錢，而且是巨大的金錢。

在即將推出的采用 XPO 模塊的交換機(jī)設(shè)計(jì)中，XPO 模塊的電源將直接從 50 伏母線取用，而無需像使用 OSFP 模塊的交換機(jī)那樣通過主板電壓轉(zhuǎn)換器。這是一種更高效的電源分配方式。

總而言之，使用 XPU 模塊的交換機(jī)機(jī)架可以將 6.5 Pb/秒的總吞吐量塞進(jìn) Open Compute Project 的 Open Rack v3 交換機(jī)機(jī)架中，其外觀如下：

但真正讓AI數(shù)據(jù)中心建設(shè)者對(duì)XPO模塊感興趣的，是以下這筆經(jīng)濟(jì)效益：由于網(wǎng)絡(luò)機(jī)架密度的提高，他們可以將數(shù)據(jù)中心的規(guī)?？s減一半。這種改變是巨大的。

假設(shè)您需要一排基于以太網(wǎng)的計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，將 512 個(gè) XPU 連接在一起，并且您希望使用配備頂級(jí) 1.6 Tb/s OSFP 端口的交換機(jī)。每個(gè)機(jī)架將有 128 個(gè)計(jì)算引擎，需要四個(gè)機(jī)架用于計(jì)算，但網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要八個(gè)機(jī)架。如果改用 XPO，您仍然需要四個(gè)機(jī)架的 XPU，但只需要兩個(gè)機(jī)架的交換機(jī)。因此，在相同的計(jì)算和互連條件下，原本需要十二個(gè)機(jī)架的設(shè)備減少到六個(gè)機(jī)架。交換機(jī)機(jī)架的溫度會(huì)更高，但數(shù)量更少，功耗基本持平。XPU 和交換機(jī)之間的電纜長度也更短，這意味著減少了光纖的使用，從而降低了成本。在一個(gè) 1 吉瓦的數(shù)據(jù)中心里，這些看似微小的優(yōu)勢(shì)會(huì)累積起來，就像減少混凝土用量和建造更小的機(jī)房一樣，都能為相同的計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)容量節(jié)省成本。

那么，XPO究竟在多大程度上取代了CPO？貝希托爾斯海姆的回答和他多年來的回答如出一轍。

“我們已經(jīng)向客戶和公眾聲明過，我們對(duì)任何技術(shù)都沒有絕對(duì)的執(zhí)念，”貝Bechtolsheim表示?！斑@一點(diǎn)大家都能理解。我們唯一堅(jiān)持的是能夠大規(guī)模交付產(chǎn)品。所有參與XPO項(xiàng)目的人員都是自掏腰包完成工作的，他們都希望擁有自己開發(fā)的成果，而且他們都會(huì)繼續(xù)參與其中。這項(xiàng)工作是由一個(gè)大型終端客戶推動(dòng)的，但我認(rèn)為所有人都認(rèn)真審視過這個(gè)項(xiàng)目，并得出結(jié)論：這是實(shí)現(xiàn)更高密度水平的途徑?！?/p>

超過 20 家不同的供應(yīng)商將生產(chǎn) XPO 模塊，預(yù)計(jì)將于 2027 年實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。

https://www.nextplatform.com/connect/2026/04/17/bechtolsheim-friends-breathe-life-into-pluggable-optics-one-last-time/5218123

（來源：編譯自nextplatform）

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