ICC訊 伴隨著AI算力集群規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大,高性能計(jì)算對(duì)高密度、低時(shí)延、低功耗的互聯(lián)技術(shù)提出更高要求,以AOC、光模塊為代表的光互連和DAC、AEC為代表的銅互連在數(shù)據(jù)中心場(chǎng)景取得了廣泛的商業(yè)應(yīng)用和規(guī)模部署。為了突破互連更高速率以及下一代448G Serdes瓶頸,業(yè)界提出共采用封裝(Co-package)的形式,將核心芯片以2.5D或3D先進(jìn)封裝實(shí)現(xiàn)一體化,為此出現(xiàn)了CPO光互連和CPC銅互連兩種方式。
CPO已經(jīng)被業(yè)界廣泛討論,而CPC(共封裝銅互連)技術(shù)也是是當(dāng)前數(shù)據(jù)中心和AI算力領(lǐng)域的熱點(diǎn),它通過在芯片封裝內(nèi)直接集成高速銅纜連接器,因其在短距離、高帶寬場(chǎng)景下的成本效益和性能優(yōu)勢(shì),為短距離、高帶寬場(chǎng)景提供了高性能、低成本的互連解決方案,正成為AI數(shù)據(jù)中心和算力集群互連中備受關(guān)注的新興技術(shù)。
共封裝技術(shù),銅互連和光互連的差異
CPC處在什么樣的AI數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)趨勢(shì),如何推動(dòng)算力集群互連技術(shù)以及Serdes速率的演進(jìn)。近期,ICC訊石與高速互連技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者立訊技術(shù)高層進(jìn)行深入交流,并進(jìn)行了視頻訪談。本次采訪以五個(gè)問題來(lái)闡述CPC在數(shù)據(jù)中心互聯(lián)的意義。
光電有約對(duì)話立訊技術(shù)
問題1:CPC技術(shù)如何滿足AI算力爆發(fā)對(duì)數(shù)據(jù)中心內(nèi)部互聯(lián)的極限要求?其市場(chǎng)增長(zhǎng)潛力和規(guī)模如何?
立訊觀點(diǎn):當(dāng)前AI大模型參數(shù)向萬(wàn)億級(jí)邁進(jìn),AI訓(xùn)練和推理所需計(jì)算密度呈幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng),對(duì)服務(wù)器內(nèi)部和服務(wù)器間的互連帶寬和能效提出了極限要求。頭部云廠商和AI企業(yè)計(jì)劃的AI集群規(guī)模在2025-2026年較2023年預(yù)計(jì)提升3-5倍,單集群GPU數(shù)量向十萬(wàn)卡級(jí)邁進(jìn)。CPC技術(shù)通過消除PCB走線,直接使用高性能銅纜連接,能有效規(guī)避傳統(tǒng)互聯(lián)技術(shù)在224Gbps及以上速率面臨的信號(hào)完整性挑戰(zhàn),為下一代高速互連提供了可行路徑。據(jù)預(yù)測(cè),2025年AI服務(wù)器中CPC技術(shù)的滲透率可能達(dá)到30%(對(duì)應(yīng)市場(chǎng)規(guī)模約20億美元),到2027年有望超過50%(50億美元),2030年突破80%(120億美元),期間復(fù)合年增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)可達(dá)35%。
問題2:在AI數(shù)據(jù)中心“光進(jìn)銅退”的趨勢(shì)下,CPC為何能在短距傳輸中成為重要選擇?它如何與光互連技術(shù)協(xié)同?
立訊觀點(diǎn):數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域,機(jī)柜外部的長(zhǎng)距離互聯(lián)以光為主,機(jī)柜內(nèi)部則以銅為主。CPC技術(shù)正是針對(duì)機(jī)柜內(nèi)部短距離(通常低于2米)、高帶寬場(chǎng)景的優(yōu)化解決方案。與CPO(共封裝光學(xué))技術(shù)相比,CPC無(wú)需光電轉(zhuǎn)換,具有成本低、延遲小、維護(hù)方式與現(xiàn)有銅纜生態(tài)兼容的特點(diǎn)。CPC技術(shù)并非要完全取代光互連,而是與可插拔光模塊配套使用,能夠顯著延長(zhǎng)可插拔光模塊的生命周期,緩解CPO的迫切性,共同構(gòu)建高效的數(shù)據(jù)中心互聯(lián)生態(tài)。
問題3:相比傳統(tǒng)AOC/DAC銅纜及CPO技術(shù),CPC在GPU集群互連中有哪些核心優(yōu)勢(shì)?
立訊觀點(diǎn):CPC技術(shù)與傳統(tǒng)AOC(有源光纜)、DAC(直連銅纜)、ACC(有源銅纜)、AEC(有源電纜)等方案的最大區(qū)別在于,它將高速連接器與芯片基板直接集成,消除了PCB走線損耗,并通過銅纜實(shí)現(xiàn)外部互聯(lián)。其核心優(yōu)勢(shì)包括:卓越的信號(hào)完整性(大幅降低信號(hào)損耗和反射)、高密度與低串?dāng)_、成本效益(相較于CPO所需的光電轉(zhuǎn)換模塊和復(fù)雜封裝,銅互連技術(shù)更為成熟且成本更低)、易于維護(hù)與可靠性(支持標(biāo)準(zhǔn)化插拔更換,解決了CPO中光引擎“不可維修”的核心痛點(diǎn))、以及與液冷等先進(jìn)散熱方案兼容。
問題4:CPC技術(shù)如何改變數(shù)據(jù)中心內(nèi)部互連架構(gòu)?其對(duì)PCB產(chǎn)業(yè)提出了哪些新要求?
立訊觀點(diǎn):CPC技術(shù)通過架構(gòu)創(chuàng)新,讓高速信號(hào)“一出芯片就上線纜”,徹底跳過了傳統(tǒng)的PCB走線環(huán)節(jié)。這一變化雖然減少了對(duì)長(zhǎng)距離、高性能PCB走線的依賴,但對(duì)PCB本身提出了更高的“極限要求”,例如需要激光分板技術(shù)配合。這意味著PCB產(chǎn)業(yè)需要提升其加工精度和應(yīng)對(duì)高速信號(hào)邊緣需求的能力,以適應(yīng)新的技術(shù)架構(gòu)。
問題5:從當(dāng)前224Gbps向未來(lái)448Gbps邁進(jìn),CPC技術(shù)面臨哪些信號(hào)完整性挑戰(zhàn)?又將如何推動(dòng)互連標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)?
立訊觀點(diǎn):隨著AI芯片迭代,傳輸速率快速向224Gbps乃至448Gbps演進(jìn)。高頻信號(hào)(≥112Gbps)在銅纜中易出現(xiàn)衰減和串?dāng)_問題。為解決這些信號(hào)完整性挑戰(zhàn),CPC技術(shù)采用了諸如差分對(duì)屏蔽(每對(duì)信號(hào)線包裹獨(dú)立金屬屏蔽層)和先進(jìn)的均衡算法(如CTLE連續(xù)時(shí)間線性均衡和DFE判決反饋均衡)來(lái)補(bǔ)償損耗。這些技術(shù)進(jìn)步將為未來(lái)更高速率的互連標(biāo)準(zhǔn)(如448Gbps)提供可行路徑,并可能推動(dòng)相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的形成和完善。
從以上觀點(diǎn)可以看出,CPC和CPO盡管延續(xù)銅纜和光纖在短距離傳輸場(chǎng)景的競(jìng)爭(zhēng),但更有意義的是,面對(duì)速率提升、密度提高、功耗降低和時(shí)延縮小的需求,業(yè)界采用先進(jìn)封裝(這里指共封裝)來(lái)突破技術(shù)的瓶頸,銅纜和光學(xué)盡是根據(jù)各自的技術(shù)特征和適用場(chǎng)景所做出的不同選擇。伴隨著AI大模型訓(xùn)練和推理對(duì)高性能計(jì)算需求持續(xù)膨脹,無(wú)論是共封裝銅互連和共封裝光學(xué)都將迎來(lái)各自的價(jià)值機(jī)會(huì)。
立訊技術(shù)Koolio產(chǎn)品線 賦能CPC銅互連創(chuàng)新
ICC訊石認(rèn)為,電連接適用于短距離傳輸(如224G標(biāo)準(zhǔn)下可達(dá)5-8米),而光連接更適合長(zhǎng)距離Scale-out需求。立訊技術(shù)采取以電連接為基礎(chǔ)、光連接為補(bǔ)充的發(fā)展策略,例如推出光模塊、CPO相關(guān)產(chǎn)品,而在銅連接領(lǐng)域,立訊技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新,推出了CPC解決方案Koolio產(chǎn)品系列。
立訊技術(shù)Koolio產(chǎn)品專為CPC應(yīng)用而設(shè)計(jì), 具有滿足224G的出色性能且與國(guó)際廠商相比,Koolio率先實(shí)現(xiàn)了帶寬測(cè)試達(dá)到90GHz+,是業(yè)界積極探索448G CPC的優(yōu)選方案?;贙oolio的CPC在制造和部署階段均提供了靈活性。它支持對(duì)故障進(jìn)行獨(dú)立診斷,能夠區(qū)分ASIC/XPU本身的故障與連接側(cè)的故障。
同時(shí),立訊技術(shù)的Koolio方案具有超高密度的設(shè)計(jì), 在一個(gè)15x15mm的空間內(nèi)能夠扇出64個(gè)差分對(duì), 224G單通道速率將達(dá)到 6.4T的帶寬, 448G支撐12.8T的互聯(lián)解決方案, 設(shè)計(jì)上則采用 “0 Stub”結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì), 360度全包圍的屏蔽設(shè)計(jì), 串?dāng)_性能達(dá)到-60dB以下,也有望將的帶寬提升到448G。
Koolio CPC在制造工藝上,采用精焊工藝·整形成型+AOI智檢的三位一體制程工藝路線,以微米級(jí)高速焊接技術(shù),以高密模組組裝技術(shù),以磁力成型技術(shù),構(gòu)筑CPC解決方案高帶寬通信的終極品質(zhì)護(hù)城河。飛秒高效激光切割,微點(diǎn)超快激光焊接,智能機(jī)械臂的精密裝配,AI精密檢測(cè)關(guān)鍵制造工藝的無(wú)縫銜接,打造全方位柔性化技術(shù)方案,為AI雙腦戰(zhàn)略產(chǎn)品提供有力的保障。
從112G邁向224G和448G,從銅互連演進(jìn)至光電共生,立訊技術(shù)始終行走于高速互連創(chuàng)新的最前沿。立訊技術(shù)深信,只有緊密圍繞客戶場(chǎng)景需求,以開放生態(tài)為驅(qū)動(dòng)力量,才能讓每一字節(jié)數(shù)據(jù)在傳輸中更快、更穩(wěn)、更“綠色”。未來(lái),立訊技術(shù)將繼續(xù)深耕CPC和CPO技術(shù)矩陣,攜手全球合作伙伴共拓智能時(shí)代的無(wú)限連接可能。