Co-Packed Optics: Je li 1.6T CPO spreman za AI?

AI data center with co-packaged optics interconnects

Što je Co-Packaged Optics (CPO)?

Ko-zapakirana optika je arhitektura prekidača koja premješta električnu-u-optičku pretvorbu pored silikonskog prekidača. U konvencionalnom sustavu, optika je ugrađenapriključni optički modulina prednjoj ploči prekidača, a električni signali putuju nekoliko centimetara po ploči - kroz tragove, konektore i često retimer čipove - prije nego što dođu do njih. CPO smanjuje tu udaljenost: silicijski fotonički optički motori montirani su na isti paket ili podlogu kao i ASIC sklopke, smanjujući električni put sa centimetara na milimetre.

Labava analogija je pričvršćivanje pumpe izravno na spremnik umjesto dugih, nepropusnih cijevi između to dvoje. Inženjerski slučaj je precizniji od analogije. Na 100G i 200G po električnoj traci, guranje signala preko dugog kanala ploče zahtijeva-SerDes i DSP retimere gladne energije, a budžet za gubitke postaje sve gori sa svakim korakom brzine. Recenzirana-anketa uGranice optoelektronike (Tan i sur., 2023) opisuje CPO kao način dramatičnog skraćivanja SerDes veze, povećavajući gustoću propusnosti međusobnog povezivanja i energetsku učinkovitost u trenutku gdje konvencionalna priključna optika više ne može držati korak s rastom prometa podatkovnog centra.

Većina dizajna CPO-a dijeli iste građevne blokove: sklopku ASIC, nekoliko silicijskih fotoničkih optičkih motora raspoređenih oko njega, vanjske laserske izvore (obično priključne, tako da se pokvareni laser može zamijeniti bez dodirivanja paketa) i nizove vlakana visoke-gustoće koji prenose svjetlost od ruba paketa do prednje ploče.

Co-packaged optics architecture with optical engines near switch ASIC

Zašto podatkovni centri AI guraju CPO

Dva se pritiska susreću unutar AI klastera. Prvi je propusnost: moderna struktura za obuku povezuje tisuće GPU-ova, od kojih svaki treba 800G - i uskoro 1,6T - povezivosti, tako da broj optičkih veza raste daleko brže od broja poslužitelja. Drugo je moć. Međunarodna agencija za energiju u svojim projektimaIzvješće o energiji i umjetnoj inteligencijida će se globalna potrošnja električne energije u podatkovnim centrima više nego udvostručiti na oko 945 TWh do 2030., a AI će biti najveći pokretač tog rasta.

Umrežavanje je samo jedan dio tog tereta, ali brzo{0}}rastući dio. Na 51,2 Tbps po preklopniku, priključni moduli, njihovi DSP-ovi i dugi električni kanali koji ih napajaju čine značajan udio u snazi preklopničkog sustava, a taj udio ponovno raste na 102,4 Tbps i 1,6T brzinama priključaka. Ovo je specifičan problem CPO cilja - jedan dio šireg obrasca o kojem smo pisalizašto radna opterećenja umjetne inteligencije toliko ovise o mrežama optičkih vlakana.

CPO u odnosu na tradicionalnu priključnu optiku

Dva pristupa je najlakše odvagnuti jedan pored drugog.

Aspekt	Priključna optika	Ko-zapakirana optika
Put električnog signala	Centimetri traga ploče, često s retimerima ili DSP-ovima	Milimetri unutar paketa
Snaga optičkog međusobnog povezivanja	Više pri brzinama od 800G i 1,6T	Dobavljač-je prijavio smanjenja do oko 70% na razini optičkog međusobnog povezivanja
Gustoća propusnosti	Ograničeno brojem kaveza prednje ploče	viši; više kapaciteta po jedinici stalka
Mogućnost servisiranja	Modul koji nije uspio zamjenjuje se-vruće za nekoliko minuta	Optički motori nisu-zamjenjivi; dizajni se oslanjaju na priključne lasere, redundanciju i rezervne dijelove
Zrelost ekosustava	Zrelo, više-dobavljača, zamjenjivo	Rano; nekoliko dobavljača, interoperabilnost se još razvija
Najbolje danas	Opće mreže podatkovnih centara i mješoviti dosegi	AI i HPC tkanine najveće-gustoće, obično hlađene tekućinom-

Postoje i srednji putevi. Linearna priključna optika (LPO) uklanja DSP iz modula zadržavajući faktor oblika koji se može priključiti, a skoro-zapakirana optika (NPO) pomiče optičke motore blizu -, ali ne na - paketu prekidača. Mnogi operateri očekuju današnje800G optički moduli, LPO i CPO da koegzistiraju godinama, a svaki se koristi na mrežnoj razini gdje njegovi kompromisi-imaju smisla.

Pluggable optics and co-packaged optics switch comparison

Prijavljena implementacija 1.6T: potvrđena, navedena i neprovjerena

Najkorisnija stvar koju možemo učiniti s pričom koja kruži jest sortirati je prema dokazima.

Potvrđene prekretnice

U ožujku 2024. Broadcomisporučio je Bailly, opisan kao prvi CPO Ethernet preklopnik od 51,2 Tbps u industriji, koji uparuje Tomahawk 5 ASIC s osam silicijskih fotoničkih optičkih motora od 6,4 Tbps.
Tijekom 2025. proizvođači sustava u Broadcomovom ekosustavu premjestili su sklopke temeljene na Bailly-u masovnu proizvodnju, a Broadcomnajavio CPO treće-generacijes 200G-po-kapacitetom - generacija koja omogućuje izvorne 1.6T priključke.
NVIDIAnajavio je svoje linije silikonskih fotonskih prekidačau ožujku 2025., donoseći CPO na InfiniBand i Ethernet platforme.
Prve količinske proizvodne narudžbe za 1.6T priključne primopredajnike najavljene su početkom 2026., potvrđujući da je 1.6T era započela i na strani priključnih.
Radni CPO hardver od više dobavljača bio je vidljiva tema na nedavnim OFC sajmovima - pogledajte naše bilješke ošto je bilo stvarno, a što hype na OFC-u 2026.

Izvještaji dobavljača-(pročitajte računovodstvo)

Broadcom izvješćuje o otprilike 70% nižoj snazi za optičku međuvezu u usporedbi s priključnim primopredajnicima. To je brojka-na razini međusobnog povezivanja, a ne na razini-postrojenja.
Proizvođači prekidača koji grade na platformi Bailly izvijestili su o uštedama-na razini sustava u rasponu od 30-40% u odnosu na potpuno popunjene priključne sustave u svojim referentnim vrijednostima.
Materijali NVIDIA proizvodazahtijevaju do 5x bolju energetsku učinkovitost za svoju ko-zapakiranu optiku u odnosu na primopredajnike koji se mogu priključiti, uz otpornost i prednosti-brzine postavljanja.

Nepotvrđeno od lipnja 2026

Tvrdnja da je kineski pružatelj usluga u oblaku pokrenuo prvi komercijalni 1.6T CPO klaster u zemlji u travnju 2026., uključujući brojku od više od 5000 CPO preklopnika na jednom mjestu.
Konkretni rezultati povezani s tom tvrdnjom: 45% niža ukupna potrošnja energije, 52% niži troškovi hlađenja, 30% veća gustoća poslužitelja, 60% manja krajnja--latencija i godišnja ušteda iznad 200 milijuna kWh.
Izvješća da će druge kineske tvrtke u oblaku i internetske tvrtke pokrenuti vlastite klastere CPO-a u drugoj polovici 2026. Nismo pronašli nijednu-najavu prve strane koja to podržava.

Ništa od ovoga ne znači da se implementacija nije dogodila - veliki operateri ponekad se tiho implementiraju. To znači da bi tvrdnje trebale biti označene kao nepotvrđene dok se ne pojavi službena objava, tehnički dokument ili revidirani testni podaci. A bilo koje "prvo u svijetu" uokvirivanje mora se boriti s činjenicom da se CPO sustavi isporučuju izvan Kine od 2024. godine.

Snaga, hlađenje i latencija: Kako čitati brojke

Koja se "snaga" štedi?

Moćne tvrdnje o CPO-u žive na četiri različite razine, a njihovo miješanje je najčešća pogreška u pokrivanju ove teme.

Snaga optičkog međusobnog povezivanja- optika plus električni kanal koji ih napaja. Ovdje se primjenjuju brojke od 70%-klase.
Uključite napajanje sustava- cijeli prekidač, uključujući ASIC, hlađenje i upravljačku ravninu. Rana mjerila proizvodnje pokazuju uštede na otprilike 30-40%.
Rack i snaga hlađenja- ovisi o dizajnu hlađenja. CPO koncentrira toplinu na kućištu 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 prevode u jedno-znamenkaste postotne promjene na razini objekta za većinu AI podatkovnih centara.

To je razlog zašto tvrdnja kao što je "CPO smanjio ukupnu snagu podatkovnog centra za 45%" treba izvanredne dokaze: tehnologija na razini prekidača-u normalnim okolnostima sama ne može tako daleko pomaknuti ukupnu količinu postrojenja.

Data center power layers affected by co-packaged optics

Latencija

Uklanjanjem DSP i faza retimera, CPO može smanjiti desetke nanosekundi po skoku. Kroz veliku više{1}}slojnu strukturu koja se zbraja, a za usko sinkronizirane poslove obuke to može biti važno. Ne podržava opću tvrdnju "60% niža krajnja-do-krajnja latencija", jer vremenom odgovora od-do-kraja dominiraju računanje, softver i čekanje, a ne sloj veze.

Hlađenje i gustoća

Uklanjanje modula koji se mogu priključiti na vruće vrijeme s prednje ploče može poboljšati protok zraka i omogućiti gušće konfiguracije, što može smanjiti troškove hlađenja po jedinici propusnosti u usporedivim uvjetima. Prednost je stvarna, ali ovisi-o konfiguraciji, a dolazi u paketu s novim zahtjevom: upravljanje toplijim, gušćim paketom sklopki, obično s tekućim hlađenjem.

Vremenski okvir komercijalizacije i ključni igrači

Provjerljivi luk izgleda ovako. Istraživački programi i rad na standardima, uključujući OIF-ov okvir za ko-pakiranje, trajali su do ranih 2020-ih. Broadcom je isporučio Bailly korisnicima u ožujku 2024. i javno ga pokazao na OFC-u te godine. Godine 2025. sustavi temeljeni na Bailly-ušli su u serijsku proizvodnju, NVIDIA je najavila svoje linije fotonskih sklopki, a Broadcom je detaljno opisao 200G-po-traci treće-generacije CPO-a usmjerene na 1.6T priključke. Godine 2026. NVIDIA-ini sustavi Quantum-X InfiniBand Photonics počeli su pristizati, a Spectrum-X Ethernet Photonics planiran je za drugu polovicu godine, dok su dobavljači komponenti smanjivali kapacitet lasera i fiber-niza u očekivanju stvarne količine.

Kineski ekosustav također se kreće: domaći dobavljači prekidača demonstrirali su CPO prototipove, proizvođači komponenti isporučuju jedinice fiber array i optičke sklopove visoke{0}}gustoće u globalne CPO programe, a operateri procjenjuju arhitekturu. Ono što još uvijek nedostaje, što se tiče javnih dokaza, potvrđeni je veliki-komercijalni klaster vrste kakvu opisuje priča koja kruži.

Još jedna nijansa je važna za kupce: CPO stiže prvi u skaliranim-tkaninama - razinama prekidača koji povezuju poslužitelje i blokove - dok vrlo kratke skalirane-veze unutar stalka za sada često ostaju bakrene. Gdje svaki medij pobjeđuje pitanje je dosega, snage i cijene kroz koje prolazimobakar naspram vlakana u podatkovnim centrima umjetne inteligencije.

Tvrdi dijelovi: pouzdanost, mogućnost servisiranja, cijena i lanac opskrbe

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

Laserska pouzdanost.Laseri su među najmanje pouzdanim optičkim komponentama, zbog čega ih većina CPO dizajna drži u vanjskim, priključnim laserskim izvorima, a ne unutar paketa.
Terenska služba.Neispravni utikač se mijenja za nekoliko minuta; degradirani optički motor na CPO paketu nije-popravljiv. Operaterima je potrebno planiranje zalihosti, štedljive strategije i povjerenje u dugoročne-stope kvarova prije nego što angažiraju čitave strukture.
Ekonomika prinosa i prerade.Ko-pakiranje povezuje skupi ASIC prekidača s više optičkih motora, tako da kvar na jednom motoru dovodi cijeli sklop u opasnost. Poznato-dobro-testiranje kalupa i iskoristivost pakiranja pokreću krivulju troškova.
Pričvršćivanje vlakana i gustoća kabliranja.Svaki CPO preklopnik prekida tisuće vlakana, gurajući jedinice niza preciznih vlakana i strukturirano kabliranje visoke-gustoće u prvi plan - isti pritisak koji je već vidljiv uMPO kabliranje za klastere AI klase 800G-.
Standardizacija i drugi izvori.Priključni moduli međusobno su zamjenjivi među dobavljačima; CPO trenutno nije. Kupci ostaju oprezni oko-zaključavanja jednog{2}}dobavljača dok interoperabilnost ne sazrije.

Iz tih razloga, većina predviđanja - uključujući i one rastuće - opisuje porast CPO-a zajedno s utičnicama i LPO-ima do kasnih 2020-ih, počevši od najgušćih AI tkanina umjesto da potpuno istisne utičnu optiku.

FAQ

P: Što je CPO jednostavnim rječnikom?

O: Ko-zapakirana optika stavlja optičke odašiljače i prijemnike u isto pakiranje kao i preklopni čip umjesto u-uključne module, smanjujući električnu udaljenost koju signal putuje sa centimetara na milimetre. Isplata je niža snaga međusobnog povezivanja i veća gustoća propusnosti.

P: Koliko energije CPO stvarno štedi?

O: Brojke iza kojih stoje javni izvori: oko 70% niža snaga optičkog međusobnog povezivanja (Broadcomova platforma Bailly), otprilike 30–40% niža snaga sklopnog sustava u ranim referentnim vrijednostima proizvodnje i NVIDIA-ina tvrdnja o energetskoj učinkovitosti do 5x u usporedbi s priključnim primopredajnicima. U-uštede na razini objekta daleko su manje u postotcima, jer umrežavanje čini manjinu ukupnog opterećenja podatkovnog centra.

P: Je li CPO komercijalno dostupan 2026.?

O: Da, u ranoj fazi. 51.2T CPO Ethernet preklopnici izgrađeni na Broadcomovoj platformi su u proizvodnji, NVIDIA Quantum-X InfiniBand Photonics sustavi stižu 2026., a Spectrum-X Ethernet Photonics linija predviđena je za drugu polovicu godine. Dosadašnje implementacije najbolje se opisuju kao rano-usvajanje, a ne uobičajeno.

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 sklopke. CPO ih integrira u sam paket, što daje najveće dobitke u snazi i gustoći uz najveće ustupke-uslužnosti i ekosustava.

P: Hoće li CPO zamijeniti priključne optičke module?

O: Ne uskoro. CPO prednjači u najgušćim AI i HPC tkaninama, dok utičnice ostaju dominantne drugdje jer su fleksibilne, imaju više-dobavljača i jednostavne su za servisiranje. Prije očekujte dugi suživot nego zamjenu.

P: Zašto je 1.6T bitan?

O: 1.6T priključci dolaze zajedno s 200G-po-traci električnom signalizacijom, gdje gubitak kanala čini duge tragove ploča sve skupljima u pogledu napajanja i integriteta signala. To je upravo radna točka gdje CPO-ov skraćeni električni put daje najveću vrijednost - zbog čega su 1.6T AI tkanine mjesto gdje će se prvo pojaviti vjerodostojne tvrdnje o implementaciji CPO-a.

Zaključak

Ko-zapakirana optika prošla je fazu slajdvera: proizvodi se isporučuju, ekosustav se formira, a fizika koja stoji iza njene prednosti u snazi dobro je dokumentirana u-recenziranom radu i objavama dobavljača. Provjereni, veliki-komercijalni klaster 1.6T CPO u Kini bio bi značajna prekretnica -, ali od lipnja 2026. specifičnim tvrdnjama u optjecaju nedostaju izvori prve-strane, a njihove naslovne brojke zamagljuju granicu između snage međusobnog povezivanja i ukupne snage postrojenja. Dok se ne pojavi službena dokumentacija, tretirajte ih kao projekcije. Smjer kretanja, međutim, nije dvojben: kraći električni putovi, više vlakana i optika koja se stalno približava siliciju.

Urednička napomena: gore navedene brojke dobavljača potječu iz povezanih javnih objava i dokumentacije proizvoda. Tvrdnje označene kao neprovjerene nisu imale-izvor prve strane koji smo mogli locirati u vrijeme objave; ovaj će se članak ažurirati ako se pojavi službena dokumentacija.

Znanje