目前主流方案有进一步性能提升空间。目前主流的 PAM4+DSP 解决方案具 有较好的信号处理能力,表现在电口适应性强、光电性能好等,但在功耗和 成本上有进一步提高空间。在 400G ZR 中 DSP 模块功耗占比 49%。在成本 上,DSP 价格较高,400G 光模块中,DSP 的 BOM 成本约占 20-40%。
LPO 方案解决了高功耗、高成本、高延迟的问题。LPO 功耗相较可插拔光 模块下降 50%,与 CPO 接近。根据 Macom 的数据,具有 DSP 功能的 800G 多模光模块的功耗可超过 13W,而利用 MACOM PURE DRIVE 技术的 800G 多模光模块功耗低于 4W。延迟上,去掉 DSP 芯片后,系统减少了对信号复 原的时间,延迟大幅降低。另外,相比于 CPO,LPO 采用可插拔模块,便于 维护,并且可以充分利用现有的成熟技术。
AI 算力需求爆发带动 800G 光模块放量。大模型、大数据、大算力日益成 为 AIGC 应用的核心制约。大模型和数据集是 AIGC 发展的软件基础,而算 力是最为重要的基础设施。AI 以并行计算为主,核心处理器主要为 GPU, 但除了 GPU 性能外,通信因素也会成为制约超算的短板,只要有一条链路 出现网络阻塞,就会产生数据延迟。因此,AI 服务器对于底层数据传输速 率和延时要求非常苛刻,需要高速率的光模块匹配。
我们认为,LPO 技术是 800G 时代最具潜力路线。DSP 芯片由 7nm 制程向 5nm 制程演进,设计、制造成本水涨船高。而 LPO 方案能够大幅降低功耗 和延时,并具有成本优势。而其系统误码率和传输距离较短的缺陷,在 AI 计算中心短距离应用场景下也得到弥补。因此,LPO 方案能够高度契合 AI 计算中心短距离、大带宽、低功耗、低延时的需求。
LPO 有望在 2024 年底迎来量产。LightCounting 预计业内将在 2024 年底 首次部署 LPO 光模块。目前新易盛、剑桥科技等已发布相关产品,中际旭 创已有技术储备和产品开发,海信推出 800G 线性互联光缆。高线性度的 TIA、Driver 芯片作为 LPO 技术的核心零部件,目前有 Macom、Semtech、 美信等主要供应商,博通也在推进相关产品研发。目前,剑桥科技与 Macom 深入合作,且正在向微软供货高速光模块,我们认为,北美云厂商正在积极 扩充算力资源,未来微软、Meta、AWS、谷歌都有可能逐步接受 LPO 方案, 建议持续关注。