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一、 背景:为什么我们需要新的光模块技术?
在数据中心内部,服务器、交换机之间通过光模块进行数据传输。当前主流的是可插拔光模块(如QSFP-DD、OSFP),它们像“USB设备”一样可以灵活地插拔在交换机面板上。
然而,当速率向800G、1.6T甚至更高迈进时,传统方案遇到了挑战:
1. 功耗过高:高速率所需的数字信号处理器(DSP)芯片功耗巨大,成为数据中心的“电老虎”。
2. 速率瓶颈:电气接口的速率和密度逼近物理极限,信号完整性难以保证。
为了解决这些问题,CPO和LPO技术应运而生。
二、 什么是CPO(共封装光学)?
CPO,中文全称共封装光学,是一项颠覆性的技术。
核心思想:它不再是“插拔”,而是将光引擎(负责光电转换)与交换机上的硅基计算芯片(如ASIC)通过先进封装技术(例如2.5D/3D封装)集成在同一个基板或插槽上,形成一个高度集成的“超级芯片”。
技术特点:
极致能效:极大地缩短了电芯片与光引擎之间的距离,路径损耗极低,能省去高功耗的DSP芯片,功耗相比可插拔方案可降低高达50%。
超高密度:集成度极高,可以支持前所未有的端口密度和传输带宽。
挑战:技术复杂,产业链不成熟,标准化困难,并且无法热插拔,维护和升级需要更换整个设备,灵活性差。
应用场景:主要面向超大规模数据中心、AI计算集群等对功耗和带宽有极致要求的远期未来场景。
三、 什么是LPO(线性驱动可插放光学)?
LPO,中文全称线性驱动可插放光学,可以看作是对传统可插拔光模块的一次“精简化”升级。
核心思想:它保留了可插拔的外形,但在光模块内部移除了高功耗的DSP芯片。取而代之的是,在发射端和接收端分别使用线性模拟驱动器和线性模拟跨阻放大器(TIA),通过交换机侧的专用芯片进行信号补偿,实现“端到端”的线性互联。
技术特点:
低功耗:由于去除了DSP,LPO光模块的功耗比传统可插拔模块降低约50%。
低延迟:模拟直驱,信号处理路径更短,延迟显著降低。
可维护性:保留了可热插拔的优势,运维方式与传统光模块无异,灵活性高。
挑战:对交换机芯片和光模块的模拟性能要求极高,需要协同设计,传输距离相对较短(目前主要针对≤2km的短距互联)。
应用场景:是当前800G/1.6T时代数据中心内部(尤其是AI GPU集群互联)最具落地潜力的近中期解决方案。
四、 CPO vs. LPO:核心差异总结

五、 结论:是竞争还是互补?
CPO和LPO并非简单的替代关系,而是针对不同发展阶段和场景的互补方案。
LPO 更像是“现在进行时”,它以其低功耗、低延迟和可插拔的实用性,为即将到来的1.6T时代提供了一条平滑过渡的路径。
CPO 则是“未来时”,代表了光互连技术的终极形态,将在更远的未来,当带宽和功耗要求达到新的量级时发挥决定性作用。
简而言之,LPO解决了从“今天”到“明天”的过渡问题,而CPO则规划了“后天”的蓝图。对于数据中心运营商而言,理解这两条技术路径的差异,将是做出正确技术选型和投资决策的关键。
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