博通加码光互连与超高速交换芯片,聚焦吉瓦级AI集群互联与降耗难题

问题:算力集群“越做越大”,互连成为新的瓶颈 随着生成式人工智能应用快速扩张,数据中心对算力集群的需求从单点加速转向系统级协同,互连网络承载的不再只是“把服务器连起来”,而是要更大规模上实现高带宽、低时延、低功耗的稳定传输;传统以电信号为主的短距互连在速率提升时面临功耗攀升、发热加剧与布线复杂度上升等挑战,尤其在面向吉瓦级能耗的超大规模集群中,互连效率直接影响整体能效与可扩展性。 原因:电互连逼近物理与工程边界,光技术与封装路线加速上位 业内普遍认为,互连升级的核心压力来自三上:其一——带宽需求呈指数增长——交换芯片端口速率与数量持续提高;其二,链路长度与节点规模扩大,电信号高频下的损耗、串扰与均衡开销显著增加;其三,电力与散热预算趋紧,任何额外的链路功耗都会放大系统成本。因此,将光技术更深度地引入机柜内、板级乃至芯片封装级互连,成为缓解“带宽—功耗—规模”矛盾的重要方向。 影响:产品与标准同步推进,产业竞争从单品转向体系与生态 展会期间,博通针对“端到端织网架构”集中公布多项进展。在网络侧,公司推出面向下一代平台的以太网交换与互连方案,包括支持共同封装光学技术的102.4T以太网交换器路线,以及面向更高速光模块的400G每通道光学数字信号处理器“Taurus”,并提供与之配套的电吸收调制激光器、光电二极管等器件组合,意在帮助光模块厂商在成本与功耗之间取得更优平衡,推动1.6T收发器规模化落地,并为未来更高交换容量平台所需的3.2T收发器建立技术基础。同时,公司展示了3.5D多维度封装的可模块化加速器平台、800G网卡、200G以太网重定时器、主动式电缆以及新一代高速互连(如PCIe第六代)交换器与重定时器等,形成从计算到网络、从电到光的“组合拳”。 值得关注的是,除产品外,博通与多家芯片厂商及云服务企业共同发起光学计算互连多源协议组织,试图以开放规范方式解决“互通难”。参与方包括超微、英伟达以及Meta、微软等。该组织目标是为机柜内及集群短距离光互连建立可插拔、可互操作的通用规范,使不同处理器与不同扩展互连协议能够共享同一光纤基础设施,并与多家供应商的交换器、系统设备协同工作。按照披露信息,初期规范将以非归零调制与波分复用为基础定义通用物理层,采用4波长×50Gb/s配置,单向可达200Gb/s,并可扩展至每条光纤800Gb/s;随着演进,计划通过提升波长数量与信号速率,将单纤能力提升至3.2Tb/s以上。 对策:以“光进铜退”为主线,打通从器件到系统的工程化落地 从产业路径看,互连升级需要“两条腿走路”:一上,通过共同封装光学、光学数字信号处理器、重定时器与主动式电缆等手段,尽快把光互连能力下沉到更贴近芯片的位置,降低高频电通道带来的损耗与功耗;另一方面,以多源协议方式推进接口、管理与物理层标准统一,降低系统集成与供应链切换成本,避免在超大规模部署中被单一方案“锁定”。对云服务商与算力基础设施建设者而言,开放互通意味着更强的议价能力与更快的迭代节奏;对设备与器件厂商而言,标准化则有利于形成规模效应,推动良率与成本持续改善。 前景:向更高交换容量与更强互操作演进,光互连或成集群“标配” 业内预计,未来几年数据中心网络将加速向更高交换容量演进,交换平台从百太级迈向更高等级的趋势清晰。博通提出向200T目标推进的时间表,反映出头部厂商正以更激进的路线图抢占下一代平台窗口期。另外,互连技术的竞争焦点将从“单点指标”扩展到“系统能效、可维护性、标准生态与供应链韧性”。在可预见的周期内,机柜内与短距互连率先光化、并逐步向封装级渗透的可能性较高;而开放标准能否形成广泛共识,将在很大程度上决定多供应商生态的成熟速度及产业成本曲线的下降幅度。

算力是数字经济的核心生产力,光互连技术的突破不仅是技术创新,更是重塑AI基础设施格局的关键。在这场由标准引领的变革中,开放协作与自主可控的平衡将影响未来数字经济的竞争格局。