英伟达CPO，路线图披露

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文章摘要

随着AI GPU集群对通信需求的不断增长，人们正转向使用光进行跨网络层通信。Nvidia宣布其下一代机架级AI平台将采用硅光子互连技术与共封装光学器件（CPO），并在今年的Hot Chips大会上发布了有关下一代Quantum – X和Spectrum – X光子互连解决方案的更多信息，计划于2026年上市。

CPO的必要性：在大规模AI集群中，服务器与交换机距离延长，铜缆在高速下不适用，需光纤连接。可插拔光模块存在局限性，数据信号传输会产生严重电损耗，增加端口功耗与潜在故障点，随着AI部署规模扩大，损耗难以承受。而CPO将光转换引擎与交换机ASIC并排嵌入，避免了传统可插拔光模块的缺点，降低了电气损耗和每端口功耗，简化了光互连实施。Nvidia称采用CPO在效率、可靠性和可扩展性方面有显著提升，功率效率提高3.5倍，信号完整性提高64倍等。

以太网和InfiniBand的CPO平台：Nvidia将推出基于CPO的光互连平台，适用于以太网和InfiniBand技术。2026年初将推出Quantum – X InfiniBand交换机，每台提供115 Tb/s吞吐量，支持144个800 Gb/s端口，集成ASIC有网络内处理能力，支持第四代SHARP协议，采用液冷散热。2026年下半年通过Spectrum – X Photonics平台将CPO引入以太网，基于Spectrum – 6 ASIC的两款设备也采用液冷技术。基于CPO的交换机将为生成式AI应用提供支持，减少分立组件，提升集群在启动时间等方面的指标。Nvidia强调CPO是未来AI数据中心的结构性要求，也是超越竞争对手的关键优势。

未来发展：Nvidia的硅光子计划与台积电COUPE平台发展紧密契合。COUPE发展分三个阶段，第一代用于OSFP连接器的光学引擎，数据传输率达1.6 Tb/s，提升了带宽和能效；第二代集成到CoWoS封装，实现6.4 Tb/s的主板级光互连；第三代目标传输速率达12.8 Tb/s，集成到处理器封装，处于探索阶段，台积电还考虑进一步降低功耗和延迟。