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IPEC携手OCP组织448G/Lane前沿标准研讨,推进高速光互联发展

摘要受OCP邀请,IPEC国际光电委员会在美国圣何塞OCP Global Summit 2025大会上成功主办AI光互联专题论坛,会议邀请来自Google、Arista、LightCounting、博通、海信、Lumemtum、Ciena、华为等公司产业领袖和专家,探讨AI光互联向448G/Lane演进的关键问题:成本、带宽、效率和可靠性。

 

2025年10月13日,IPEC国际光电委员会在美国圣何塞开幕的OCP Global Summit 2025大会上成功主办AI光互联专题论坛,探讨448G/Lane等技术标准的最新进展,研讨会题目为“The Boost for AI: Next-Gen Optical Interconnects”。

 

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由于本次专题Workshop是在展会Day1 Keynote之前的黄金时段主办,并且IPEC邀请到了Google的Cedric Lam、Arista的Andreas Bechtolsheim、LightCounting的Vladimir Kozlov等产业领袖,因此会议现场座无虚席,成为OCP Global Summit峰会上备受关注的活动之一。

 

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IPEC Workshop嘉宾核心要点总结

本次专题会议聚焦AI光互联的四个关键问题:成本、带宽、效率和可靠性。研讨会邀请到448G光互联生态系统中的嘉宾,包括Google、Arista、LightCounting、博通、海信、Lumemtum、Ciena、华为等行业专家,研讨的焦点话题如下:

●光互联在解决AI计算中的互连带宽、提高模型训练效率和容错性方面的重要作用

●448G/Lane技术发展正在推动高速光互联架构、调制格式和封装技术的进步

●AI大规模集群部署下,如何解决光模块散热、能效以及长期稳定性问题

 

 

焦点1:448G/Lane超高速模块从前沿技术到需求实现显著加速

Arista的Andy Bechtolsheim讨论了下一代400G代际光学互连技术,阐述了光侧接口需要PAM4调制来达成较好的OSNR,电侧接口需要优化PAM4 SerDes来达成系统最优,因为如果电侧接口为PAM6调制,则额外需要一个高功耗的Gearbox。另外对于光侧的调制技术,传统SiPh受限于带宽也需要InP、TFLN等调制技术。

 

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Altera的Mike Li补充了技术观点,分别针对425G-PAM4和448G-PAM4的以太网和CIF SERDES,包括封装、连接器、电缆组装和端到端通道特性。研究采用了最新的连接器和技术,发现随着通道长度增加,信号完整性(COM)参数需相应调整以维持性能。COM端到端仿真结果表明,使用31 AWG和CPC连接器,在425G-PAM4的速率下可以支撑1.2m的传输。

 

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Google的Cedric Lam回顾了AI/ML系统中TPU的技术发展,不同版本TPU持续提升性能、增加互连带宽、优化冷却效率以及开展拓扑结构创新,其中光学组件在TPU互联中有着无可替代的作用。此外,他还讨论了光互联在解决AI计算中的带宽瓶颈问题、提高模型训练效率和容错性方面的重要作用,以及对未来的光子学技术发展的展望,如更高的模块密度、400G/Lane、更低功耗等。Cedric认为光互联技术为TPU系统带来了显著的性能提升和扩展潜力,但同时也需要解决技术上的关键挑战。

 

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LightCounting创始人Vlad Kozlov表示,过去几年AI领域的投资显著增长。2023年,Nvidia开始在数据中心部署光模块(Transceivers)以替代有源光缆(AOC),这一转变对以太网光模块市场产生了重要影响。预计未来5年内,以太网光模块市场将保持总体增长,尽管云公司的支出增长会放缓,但电信和企业市场将重新获得动力。同时Vlad预计超高速光模块(400G/800G及以上速率)将在未来占据主导地位,尤其在数据中心和以太网交换领域,他认为2030年400G/lane的CPO技术将主流部署,超过传统的可插拔模块应用。

 

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焦点2448G/Lane标准产业生态快速发展,嘉宾积极分享产业趋势

本次IPEC Workshop邀请到光互联产业链的资深专家,嘉宾们分享了多元化观点:

1)博通:Tzu Hao Chow首先介绍了Broadcom公司的4代CPO技术发展,并回顾了CPO在Scale Out域的高可靠性,然后介绍在Scale Up域,VCSEL NPO和硅光CPO均可以提供高密和高能效的解决方案。其中VCSEL NPO可以提供~1pJ/bit,失效率<0.1Fit以及和铜缆媲美的成本,并可以较为容易地演进至6.4T和12.8T;硅光CPO可以提供高达2Tbps/mm的密度和高可靠性,以及2km的传输距离来满足大规模集群的需求。

 

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2)海信:Jianying Zhou首先比较了400G光学技术在材料(TFLN vs InP)、调制技术(MZM vs EAM)和集成方式(离散 vs 集成)上的多种选择,每种方案均有其优劣势;然后他介绍了海信采用TFLN MZM的测试进展,展示了212.5G-Baud PAM4调制以及164G-Baud和176G-Baud PAM6调制的眼图及参数和仿真结果,证实了400G/通道应用的可行性。

 

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3)Lumemtum:Matt Sysak首先介绍了Optical Circuit Switch的市场机会及方案,以及用于高速光互联CPO应用的超高功率光源,其400mW的光源的PCE可达到20%;然后介绍了应用于Scale Up域的VCSEL互联方案,Lumentum的Stacked VCSEL on Driver技术可以实现高密度、低功耗和高可靠性,以满足AI计算的需求。最后他介绍和NVIDIA合作开发的基于Lumentum激光技术的Spectrum-X CPO,体现了Lumentum在AI/ML网络领域的行业领导地位和技术实力,通过提高硬件性能、优化功率效率和降低成本,来实现更大的模型容量。

 

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4)Ciena:Bilal Riaz表示,单通道448G技术通过减少线路数量来降低功耗、成本、复杂性,同时提供更高的数据传输效率,将成为AI系统规模提升的关键,而这样就需要开发400Gbps带宽和200G波特率的组件;然后他展示了Ciena 225G-Baud的眼图测试结果和基于Ciena超高带宽DAC/ADC的3.2T系统传输2km的测试结果。他总结认为,AI系统中光和电方案的应用差距正在缩小,而电气与光学技术的最优使用范围也在相互交汇。

 

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焦点3:液冷技术或成为448G/Lane时代光模块散热首选

Workshop上两位嘉宾阐述了液冷技术对于448G光模块散热的必要性和方案,其中Ciena评估并探索了用于CPC(共封装芯片)和CPO(共封装光学)的散热方案,Ciena正在开发直接插拔液冷技术,以解决可插拔光模块的散热问题,同时通过OIF、OCP和OSFP MSA等标准组织,积极推动液冷光模块方案在行业中广泛应用。

来自华为的Eric Bernier介绍了IPEC已经立项并进入研究的Liquid Cooling Optics (LCO)方案,该方案将冷板直接集成到光模块壳体,并在光口侧增加了进出液接口,使得光模块内部需要散热的芯片、器件可以直接和冷板接触,其热量可以被冷却液迅速带走。这样可以大幅降低光模块与散热器/冷板之间的接触热阻,以应对AI数据中心对更高数据速率和散热效率的需求。

 

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焦点4:IPEC引领数据中心高速光互联前沿标准与产业研究

Eric Bernier作为IPEC的核心Editor之一,总结了近年来IPEC在AI光互联领域的主要项目和阶段性成果,包括如下标准项目:

●400G eSR8 和 400G eSR4/800G eSR8 Optical Modules:IPEC启动了从400G到1.6T的多模VCSEL光模块项目,通过产业合作推动技术从研发到应用的创新。

●800GE IA SPEC:2022年12月发布,旨在为AI集群提供800G光互联规范。

●1.6T Interoperable Optical Modules:2024年IPEC启动了1.6T标准项目,并在2025年9月CIOE上组织多厂家参与互联互通演示。

●Liquid Cooling Optics (LCO):IPEC最新立项的原生液冷光学技术,以应对AI光互联模块更高数据速率和散热效率的需求。

●Carrier-Grade Optical Reliability:IPEC发布了针对电信级光模块的可靠性标准刷新,以提高在实际网络中的应用安全性和稳定性。

Eric表示,IPEC是一个平等、开放、标准化的平台,旨在促进全球行业伙伴在AI光互联领域的合作与交流,推动技术标准的制定和实施,以及加速前沿技术的研发和应用。通过这些项目和成果,IPEC希望切切实实地推进AI光互联产业的健康发展。

 

会议总结

为期四天的OCP Global Summit 2025已经结束,本次IPEC会议邀请到行业顶级专家,聚焦448G/Lane等技术方向开展讨论,为标准演进和技术创新提供了独特的见解。

IPEC Workshop的嘉宾材料已经上载到IPEC官网,供会员下载和研究,链接为:https://www.ipec-std.org/data-download;同时也可参考OCP会议链接:https://www.opencompute.org/summit/global-summit/co-located-events

 

**关于IPEC**

IPEC国际光电委员会(www.ipec-std.org)致力于建立充分开放、透明、公平、公正的光电标准和光电子产业平台,并聚焦于光芯片、光/电器件、光模块和其他相关领域解决方案的标准化和战略路标研究,以满足5G、物联网、人工智能等市场应用的光电需求。

IPEC注册于瑞士,对任何有意愿加入的单位开放。所有成员单位均有机会在公平、透明的基础上参与IPEC标准的制定。

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