隨著人工智慧(AI)興起,帶動Google、微軟、Meta等超大規模資料中心(Hyperscale Data Centers),正積極推動新一代光通訊技術的應用。

在現行AI資料中心架構中,伺服器機架之間主要透過網路交換層互連,而交換器之間則依賴可插拔光收發器互連。在機架內部,銅基電氣互連仍是主流,原因在於銅互連比光鏈路具有更好的成本效益、可靠性和可維護性。然而,隨著傳輸速率持續提升,銅互連逐漸逼近物理極限,使光通訊成為未來發展趨勢。

另一方面,AI應用帶動網路頻寬需求呈現爆發性成長,但同時也加劇了功耗與散熱壓力,成為資料中心發展的重要瓶頸。在傳統可插拔光模組架構中,數位訊號處理器(DSP)與長距離電氣互連是主要的能耗來源。

為了解決上述問題,業界開始導入共同封裝光學(Co-Packaged Optics, CPO)技術。透過縮短電氣傳輸距離並降低對DSP的依賴,CPO可有效降低功耗、提升系統效能,成為下一世代AI資料中心光互連的重要解決方案。

目前資料中心三種主流與新興互連技術的特性差異:

Means

Optical Interconnect

Electrical Interconnect

Pluggable Optics

CPO

Copper Interconnect

Installation Location

-Between Switches

-Between DCs

-Between Switches

-In-Rack Connection

-In-Rack Connection

Typical Transmission Distance

-A few m to 1000km

-Tens of cm to 500m

-1m to a few m

Primary Advantages

-High reliability

-Low power consumption

-High bandwidth transmission

-High reliability

-Low cost

Key Issues

-Power Consumption

-Reliability

-Heat resistance

-Serviceability

-Trade-off between transmission capacity and distance

-Physical Bulk and Weight