ICC訊 伴隨著AI算力集群規(guī)模持續(xù)擴大,高性能計算對高密度、低時延、低功耗的互聯(lián)技術提出更高要求,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)中心場景取得了廣泛的商業(yè)應用和規(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先進封裝實現(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)技術也是是當前數(shù)據(jù)中心和AI算力領域的熱點,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、高帶寬場景下的成本效益和性能優(yōu)勢,為短距離、高帶寬場景提供了高性能、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注的新興技術。
共封裝技術,銅互連和光互連的差異
CPC處在什么樣的AI數(shù)據(jù)中心市場趨勢,如何推動算力集群互連技術以及Serdes速率的演進。近期,ICC訊石與高速互連技術領導者立訊技術高層進行深入交流,并進行了視頻訪談。本次采訪以五個問題來闡述CPC在數(shù)據(jù)中心互聯(lián)的意義。
光電有約對話立訊技術
問題1:CPC技術如何滿足AI算力爆發(fā)對數(shù)據(jù)中心內(nèi)部互聯(lián)的極限要求?其市場增長潛力和規(guī)模如何?
立訊觀點:當前AI大模型參數(shù)向萬億級邁進,AI訓練和推理所需計算密度呈幾何級數(shù)增長,對服務器內(nèi)部和服務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)計劃的AI集群規(guī)模在2025-2026年較2023年預計提升3-5倍,單集群GPU數(shù)量向十萬卡級邁進。CPC技術通過消除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)技術在224Gbps及以上速率面臨的信號完整性挑戰(zhàn),為下一代高速互連提供了可行路徑。據(jù)預測,2025年AI服務器中CPC技術的滲透率可能達到30%(對應市場規(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),期間復合年增長率預計可達35%。
問題2:在AI數(shù)據(jù)中心“光進銅退”的趨勢下,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協(xié)同?
立訊觀點:數(shù)據(jù)中心領域,機柜外部的長距離互聯(lián)以光為主,機柜內(nèi)部則以銅為主。CPC技術正是針對機柜內(nèi)部短距離(通常低于2米)、高帶寬場景的優(yōu)化解決方案。與CPO(共封裝光學)技術相比,CPC無需光電轉(zhuǎn)換,具有成本低、延遲小、維護方式與現(xiàn)有銅纜生態(tài)兼容的特點。CPC技術并非要完全取代光互連,而是與可插拔光模塊配套使用,能夠顯著延長可插拔光模塊的生命周期,緩解CPO的迫切性,共同構建高效的數(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,CPC在GPU集群互連中有哪些核心優(yōu)勢?
立訊觀點:CPC技術與傳統(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,并通過銅纜實現(xiàn)外部互聯(lián)。其核心優(yōu)勢包括:卓越的信號完整性(大幅降低信號損耗和反射)、高密度與低串擾、成本效益(相較于CPO所需的光電轉(zhuǎn)換模塊和復雜封裝,銅互連技術更為成熟且成本更低)、易于維護與可靠性(支持標準化插拔更換,解決了CPO中光引擎“不可維修”的核心痛點)、以及與液冷等先進散熱方案兼容。
問題4:CPC技術如何改變數(shù)據(jù)中心內(nèi)部互連架構?其對PCB產(chǎn)業(yè)提出了哪些新要求?
立訊觀點:CPC技術通過架構創(chuàng)新,讓高速信號“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長距離、高性能PCB走線的依賴,但對PCB本身提出了更高的“極限要求”,例如需要激光分板技術配合。這意味著PCB產(chǎn)業(yè)需要提升其加工精度和應對高速信號邊緣需求的能力,以適應新的技術架構。
問題5:從當前224Gbps向未來448Gbps邁進,CPC技術面臨哪些信號完整性挑戰(zhàn)?又將如何推動互連標準演進?
立訊觀點:隨著AI芯片迭代,傳輸速率快速向224Gbps乃至448Gbps演進。高頻信號(≥112Gbps)在銅纜中易出現(xiàn)衰減和串擾問題。為解決這些信號完整性挑戰(zhàn),CPC技術采用了諸如差分對屏蔽(每對信號線包裹獨立金屬屏蔽層)和先進的均衡算法(如CTLE連續(xù)時間線性均衡和DFE判決反饋均衡)來補償損耗。這些技術進步將為未來更高速率的互連標準(如448Gbps)提供可行路徑,并可能推動相關行業(yè)標準的形成和完善。
從以上觀點可以看出,CPC和CPO盡管延續(xù)銅纜和光纖在短距離傳輸場景的競爭,但更有意義的是,面對速率提升、密度提高、功耗降低和時延縮小的需求,業(yè)界采用先進封裝(這里指共封裝)來突破技術的瓶頸,銅纜和光學盡是根據(jù)各自的技術特征和適用場景所做出的不同選擇。伴隨著AI大模型訓練和推理對高性能計算需求持續(xù)膨脹,無論是共封裝銅互連和共封裝光學都將迎來各自的價值機會。
立訊技術Koolio產(chǎn)品線 賦能CPC銅互連創(chuàng)新
ICC訊石認為,電連接適用于短距離傳輸(如224G標準下可達5-8米),而光連接更適合長距離Scale-out需求。立訊技術采取以電連接為基礎、光連接為補充的發(fā)展策略,例如推出光模塊、CPO相關產(chǎn)品,而在銅連接領域,立訊技術持續(xù)創(chuàng)新,推出了CPC解決方案Koolio產(chǎn)品系列。
立訊技術Koolio產(chǎn)品專為CPC應用而設計, 具有滿足224G的出色性能且與國際廠商相比,Koolio率先實現(xiàn)了帶寬測試達到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。它支持對故障進行獨立診斷,能夠區(qū)分ASIC/XPU本身的故障與連接側(cè)的故障。
同時,立訊技術的Koolio方案具有超高密度的設計, 在一個15x15mm的空間內(nèi)能夠扇出64個差分對, 224G單通道速率將達到 6.4T的帶寬, 448G支撐12.8T的互聯(lián)解決方案, 設計上則采用 “0 Stub”結(jié)構設計, 360度全包圍的屏蔽設計, 串擾性能達到-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,以微米級高速焊接技術,以高密模組組裝技術,以磁力成型技術,構筑CPC解決方案高帶寬通信的終極品質(zhì)護城河。飛秒高效激光切割,微點超快激光焊接,智能機械臂的精密裝配,AI精密檢測關鍵制造工藝的無縫銜接,打造全方位柔性化技術方案,為AI雙腦戰(zhàn)略產(chǎn)品提供有力的保障。
從112G邁向224G和448G,從銅互連演進至光電共生,立訊技術始終行走于高速互連創(chuàng)新的最前沿。立訊技術深信,只有緊密圍繞客戶場景需求,以開放生態(tài)為驅(qū)動力量,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,立訊技術將繼續(xù)深耕CPC和CPO技術矩陣,攜手全球合作伙伴共拓智能時代的無限連接可能。