光模塊迭代加速，1.6T 引領(lǐng)超大規(guī)模智算中心光互聯(lián)變革

4月21日消息（水易）過(guò)去幾年，大模型掀起算力基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的“軍備競(jìng)賽”，對(duì)用于數(shù)據(jù)中心光互聯(lián)的高速數(shù)通光模塊需求顯著增長(zhǎng)，且速率從400G迅速迭代到800G，再到1.6T。與此同時(shí)，速率的持續(xù)提升，光模塊的成本和功耗面臨諸多挑戰(zhàn)。

在此背景下，CIOE中國(guó)光博會(huì)與C114通信網(wǎng)聯(lián)合舉辦“2025光通信高質(zhì)量發(fā)展論壇”線上研討會(huì)-“超大規(guī)模智算中心：1.6T時(shí)代的全光互聯(lián)”就智算中心內(nèi)光互聯(lián)進(jìn)行深入探討，展示光互連技術(shù)的最新進(jìn)展情況，介紹未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)， 推動(dòng)智算中心互聯(lián)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。

厘清智算中心光互聯(lián)發(fā)展特質(zhì)

中國(guó)信息通信研究院技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)所副所長(zhǎng)趙文玉表示，生成式人工智能呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展態(tài)勢(shì)，預(yù)計(jì)未來(lái)五年全球算力規(guī)模仍將以超過(guò)50%的速度增長(zhǎng)，其中光互聯(lián)是智算基礎(chǔ)設(shè)施的核心支撐，更高速率、更高能效、更高集成和更高智能成為典型發(fā)展態(tài)勢(shì)。

作為數(shù)通光模塊高速發(fā)展的代表性企業(yè)之一，Coherent高意戰(zhàn)略市場(chǎng)與新產(chǎn)品拓展經(jīng)理譚本明介紹，AI硬件架構(gòu)每?jī)赡昃偷瑢?duì)光模塊廠商是一個(gè)重大挑戰(zhàn)，必須重構(gòu)研發(fā)體系，滿足這種快速迭代的需求。與此同時(shí)，AI光模塊更關(guān)注高帶寬密度、高能效的雙輪驅(qū)動(dòng)。以能效為例，數(shù)據(jù)中心能耗占全球用電量的3%，而這其中相當(dāng)比例的電能被光模塊消耗掉。

阿里云計(jì)算有限公司技術(shù)專家王鵬談到，滿足智算中心的光模塊具有高速率高帶寬、低功耗、低時(shí)延、低成本，以及高交付能力和高穩(wěn)定性等特質(zhì)。具體而言，光模塊隨著速率提升，功耗也在提升，低功耗設(shè)計(jì)非常重要；智算中心在GPU服務(wù)器部署后，需要光模塊快速完成部署，避免設(shè)備折損浪費(fèi)；智算中心對(duì)鏈路抖動(dòng)更加敏感，對(duì)光模塊的穩(wěn)定性提出了更高要求。

技術(shù)演進(jìn)加速，1.6T正當(dāng)時(shí)

目前，在AI大模型續(xù)期驅(qū)動(dòng)下，光模塊已經(jīng)迭代到1.6T。Coherent高意譚本明表示，帶寬密度和能效比迅速提升，亟待通過(guò)更高效的散熱如液冷和更優(yōu)化的光模塊設(shè)計(jì)等方式降低能耗。對(duì)此，單通道速率提升是主流發(fā)展趨勢(shì)，目前單通道200G速率逐漸成熟，支撐1.6T光模塊走向規(guī)模商用，單通道400G乃至800G，業(yè)界還在探索中。

另外，CPO與LPO/LRO等技術(shù)也是提升能效的關(guān)鍵技術(shù)，CPO的節(jié)能效果更顯著，LPO更貼近于當(dāng)前的產(chǎn)業(yè)鏈和使用習(xí)慣。

聯(lián)合微電子中心有限責(zé)任公司（CUMEC）項(xiàng)目經(jīng)理梁宇鑫表示，CPO將光芯片和電（交換）芯片封裝到一起，通過(guò)縮短信號(hào)傳輸距離來(lái)提升集成度、降低能耗，成為“終極解決方案”。聯(lián)合微電子定位開發(fā)平臺(tái)，將為業(yè)界提供性能優(yōu)異的硅光、氮化硅流片，以及多種三維集成工藝，加速CPO技術(shù)走向成熟、走向規(guī)模商用。

阿里云王鵬介紹，在光模塊技術(shù)方案上，阿里云在400G及以下速率，多模用量大于單模用量，主要采用VCSEL/SiPh/EML方案，LPO小批量部署。800G繼續(xù)采用VCSEL/SiPh/EML方案，并儲(chǔ)備LPO/LRO技術(shù)。到1.6T，預(yù)計(jì)單模成為主流應(yīng)用，以SiPh和EML方案為主。據(jù)悉，阿里云將在2025年在智算中心導(dǎo)入800G光模塊，2026年開始導(dǎo)入1.6T光模塊。

創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，賦能智算集群

大規(guī)模智算集群時(shí)代，高性能訓(xùn)練和推理服務(wù)需要超大規(guī)模算力支撐，網(wǎng)絡(luò)成為算力效率的瓶頸。中國(guó)移動(dòng)研究院基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究所副所長(zhǎng)程偉強(qiáng)指出，隨著智算網(wǎng)絡(luò)卡間互聯(lián)提升單點(diǎn)算力、機(jī)間互聯(lián)擴(kuò)展集群規(guī)模、集群間互聯(lián)拓展分布式算力集群能力，1.6T以太網(wǎng)成為業(yè)內(nèi)關(guān)注的焦點(diǎn)。

程偉強(qiáng)介紹，當(dāng)前AI推動(dòng)全球基礎(chǔ)設(shè)施廠商加速1.6T技術(shù)驗(yàn)證和產(chǎn)品研發(fā)，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織IEEE、OIF等也已開展1.6TE標(biāo)準(zhǔn)制定工作。面向智算中心內(nèi)和智算中心間組網(wǎng)，中國(guó)移動(dòng)分別推出GSE和UDCI技術(shù)體系。另外，隨著1.6T ZR/ZR+被廣泛采用，光和IP的融合是必然趨勢(shì)。

華為技術(shù)有限公司高級(jí)技術(shù)專家劉曉妮介紹，隨著智算集群規(guī)模的迅速膨脹，全球智算中心建設(shè)普遍面臨著“規(guī)模受限、可靠性衰減、效率瓶頸”三大挑戰(zhàn)。有鑒于此，華為推出了DC-OXC解決方案，以三層創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)破局，通過(guò)光電混合架構(gòu)與動(dòng)態(tài)拓?fù)湔{(diào)度能力，為超萬(wàn)卡集群的彈性擴(kuò)展與高效協(xié)同提供了全新范式。

Coherent高意譚本明認(rèn)為，Google率先在數(shù)據(jù)中心應(yīng)用的OCS全光交換方案在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)無(wú)需光電轉(zhuǎn)換，顯著降低了時(shí)延，滿足AI/ML計(jì)算的發(fā)展需求。從部署層面來(lái)看，光網(wǎng)絡(luò)正在走向開放式，分布式，從單一供應(yīng)商轉(zhuǎn)向到多供應(yīng)商格局。從需求層面來(lái)看，下一代光網(wǎng)絡(luò)呼喚光模塊高度集成、頻譜靈活性、開放且互操作三大特質(zhì)，高意為此做好了準(zhǔn)備。

未來(lái)3-5年，AI光模塊是主角

對(duì)于光模塊等光通信產(chǎn)業(yè)鏈的供應(yīng)商而言，在推動(dòng)光互聯(lián)技術(shù)持續(xù)演進(jìn)的同時(shí)，也關(guān)注市場(chǎng)需求動(dòng)態(tài)，以期靈活調(diào)整市場(chǎng)策略。

“云數(shù)據(jù)中心中使用的以太網(wǎng)光模塊占市場(chǎng)的80%。云數(shù)據(jù)中心場(chǎng)景又可以細(xì)分為用于AI應(yīng)用和非AI應(yīng)用，顯然目前用于AI應(yīng)用的光模塊是主角。”光通信行業(yè)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)LightCounting CEO Dr. Vladimir Kozlov表示，預(yù)計(jì)2024年以太網(wǎng)光模塊銷售額將達(dá)到100億美元，同比增長(zhǎng)接近100%，2025年增長(zhǎng)仍將十分強(qiáng)勁，可能會(huì)有50%的增長(zhǎng)。之后的未來(lái)5年內(nèi)，市場(chǎng)將保持15%-18%區(qū)間的較平穩(wěn)增長(zhǎng)。

同時(shí)預(yù)計(jì)未來(lái)3-5年，市場(chǎng)將會(huì)是重定時(shí)可插拔光模塊、LPO可插拔光模塊、CPO的混合體。從數(shù)量和銷量來(lái)看，800G和1.6T時(shí)代，重定時(shí)可插拔設(shè)備仍將是最大的市場(chǎng)，到了3.2T時(shí)代，LPO和CPO的優(yōu)勢(shì)將更加明顯，技術(shù)也將更加成熟，同時(shí)CPO可能是Scale-up多機(jī)架系統(tǒng)的唯一解決方案。

“2025中國(guó)光通信高質(zhì)量發(fā)展論壇”是由CIOE中國(guó)光博會(huì)與C114通信網(wǎng)聯(lián)合推出的大型研討會(huì)系列活動(dòng)，通過(guò)多場(chǎng)專題論壇、線上研討會(huì)、閉門研討會(huì)等形式，聚焦產(chǎn)業(yè)鏈薄弱環(huán)節(jié)，瞄準(zhǔn)技術(shù)未來(lái)演進(jìn)方向，發(fā)掘熱點(diǎn)應(yīng)用場(chǎng)景，群策群力，貢獻(xiàn)行業(yè)價(jià)值，進(jìn)一步助力我國(guó)光通信產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

下一場(chǎng)論壇將于5月15日上線，主題為“50G PON：開啟萬(wàn)兆光網(wǎng)商用浪潮”，探討50G PON如何在關(guān)鍵芯片、光電器件層面持續(xù)完善相關(guān)技術(shù)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈的健康發(fā)展，滿足大規(guī)模部署需求。

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