新的XPO可插拔模块在OFC 2026上推出,为信号密度、热管理、现场可维护性和功率效率方面的挑战提供了解决方案。
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人工智能的持续发展面临诸多限制,包括功耗、内存访问、热管理和铜连接的限制。如果输入/输出(I/O)通道无法跟上生成的大量数据流,那么解决这些挑战仍然可能导致系统出现问题。在I/O面板上确保足够的带宽密度已经成为高级系统设计者关注的焦点。对高速向上扩展、向外扩展和跨架构扩展的需求给组件制造商带来了压力,以避免成为更高系统性能的瓶颈。
特别是网络交换机正在经历非凡的带宽升级,从2019年的12.8 Tb/s飙升至2026年的102.4 Tb/s。计划于2027年生产的博通战斧7交换机的带宽将达到204.8 Tb/s。在高密度标准尺寸机架中管理如此大量的数据,同时将功耗和热量降至最低,已成为一项重大挑战。
可插拔OSFP光收发器已经成为工业界的I/O主力。为了最大限度地减少嵌入PCB中的铜走线带来的信号损失和失真,设计人员正在用分立或带状双轴电缆取代走线,从而提供更好的高速性能。在基板上或基板附近的连接器上,端接双轴电缆,将高速信号从ASIC或开关传输到安装在前面板上的OSFP接收器。与之配套的光模块将电信号转换成高密度的光信号,可以高效地远距离传输数据。
瑞士tch芯片继续增加带宽,而可用于在1开放机架单元(1OU)中提供足够互连的物理空间限制了在前面板上仅放置约32个OSFP收发器,最大传输速率为51.2 Tb/s。随着铜近封装和共封装架构的采用增加,需要一种新的高密度前面板互连来支持I/O链路数量的大量增加。
新的XPO(超密集可插拔光学)收发器在2026年3月的OFC上正式推出,由Arista Networks和XPO MSA提供支持。
XPO可插拔模块为信号密度、热管理、现场可维护性和功率效率方面的挑战提供了解决方案。
模块将交换机或ASIC的近铜信号转换或共封装到前面板的高密度外部光连接器。每个XPO模块提供64对差分对,运行在224 Gb PAM4下,每个模块提供12.8 Tb的传输,而功耗仅为80瓦。满配置的前面板有16个XPO模块,每1OU前面板可提供204.8 tb的交换吞吐量。XPO路线图包括通过过渡到400gb /s通道,将吞吐量增加一倍至25.6 Tb。目前尚不清楚是否需要采用PAM6或PAM8信号。
虽然它的物理宽度是OSFP可插拔收发器的2.7倍,但每个XPO模块的带宽是OSFP可插拔收发器的8倍。与目前的1.6 Tb OSFP解决方案相比,这相当于面板密度提高了4倍。这种水平的信号密度可以显著减少下一代人工智能集群所需的机架数量。
这些模块配置为接受8个MPO-16光纤连接器。一个简单的杠杆可以最大限度地减少交配和射精XPO模块的n个力。
XPO-LPO光模块
为了确保互操作性和广泛的应用,XPO模块被设计为支持多种光学标准,包括DR、FR、LR、SR、ZR/ZR+,并将提供与线性(LPO)、半定时(LRO)和完全定时系统兼容的选项。
考虑到XPO模块的极高密度,使用循环液体的集成冷板确保保持安全的内部温度。XPO模块设计支持高达400瓦的冷却,使用盲配快速断开无滴液体连接器。
XPO提供了一种新的选择,填补了传统铜缆和新兴光互连之间的空白,同时保持了熟悉的铜缆技术的使用和简单的现场可维用率。 全新的前面板高速信号铜缆连接器提供64个高速通道,从芯片到XPO模块,每个模块的总带宽为12.8 Tb/s。
XPO MSA也指定了一个单独的电源连接器。
共封装光学(CPO)技术将电光转换过程直接定位在开关基板上,将铜电路的长度减少到最小,并提供卓越的性能。CPO被视为提供极高带宽密度的长期解决方案。通过消除耗电的数字信号处理器(dsp), CPO有望解决当前系统功耗不可持续上升的问题。CPO目前正在进行深入调查,但在现场可修复性、热管理以及设计和制造过程所需的更改方面面临关注。今天的CPO供应链生态系统是有限的。早期的实现在很大程度上是私有的。在这一点上,CPO是一种不断发展的技术这可能是迈向片上光学(OCO)的最后一步,在OCO中,光纤将直接终止到交换机或ASIC芯片,消除了有损的外部铜电路。
XPO MSA由近100家支持公司成立,致力于创建一个有竞争力的供应生态系统,能够简化该技术的实施。多家连接器制造商已承诺通过单个组件以及定制双轴电缆组件支持XPO,从而创建具有全球竞争力的多源供应链。MSA正在强调XPO的优势