CPO的發(fā)展：要走得快還是走得遠(yuǎn)?

  ICC訊（編譯：Nina）LightCounting(LC)近日更新了對(duì)高速Cables、嵌入式和共同封裝光學(xué)(Co-packaged optics，CPO)器件的預(yù)測(cè)。

  正如其預(yù)期的那樣，第一批使用ASIC與光學(xué)器件共同封裝的產(chǎn)品于2021年面世。博通在2021年1月的公告中為配備CPO的以太網(wǎng)交換機(jī)制定了非常激進(jìn)的時(shí)間表，這令業(yè)界感到驚訝。該公司計(jì)劃在未來幾個(gè)月內(nèi)演示這些交換機(jī)，并在2022年底之前推出實(shí)際產(chǎn)品。我們必須認(rèn)真對(duì)待博通的計(jì)劃。該公司在交付方面擁有良好的記錄。然而，該行業(yè)仍然持懷疑態(tài)度。

  懷疑論者認(rèn)為，共同封裝光學(xué)技術(shù)的發(fā)展才剛剛開始，真正的產(chǎn)品還需要數(shù)年時(shí)間。COBO和OIF于2020年底成立了工作組，并且剛剛開始定義規(guī)范。Facebook和微軟發(fā)起的CPO合作于2019為供應(yīng)商提供了指導(dǎo)方針，并于2021年2月提出了3.2T CPO產(chǎn)品要求的初稿，但此后該組織一直保持沉默。

  2021年，業(yè)界對(duì)CPO的早期熱情似乎有所降溫。博通的公告可能引發(fā)了大家對(duì)該公司在交換機(jī)市場(chǎng)上日益占據(jù)主導(dǎo)地位的擔(dān)憂。云公司每年在博通的交換ASIC上花費(fèi)數(shù)十億美元，因此他們的首要任務(wù)是增加這個(gè)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)，而不是讓一家供應(yīng)商引領(lǐng)創(chuàng)新和控制市場(chǎng)。Facebook強(qiáng)調(diào)要為CPO制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并建立一個(gè)新的生態(tài)系統(tǒng)，它將由多家供應(yīng)商組成，這些供應(yīng)商為交換ASIC提供標(biāo)準(zhǔn)光芯片，即模仿競(jìng)爭(zhēng)非常激烈的光收發(fā)器供應(yīng)鏈。專有CPO解決方案不是Facebook和其它云公司的首選。

  亞馬遜于2020年開始部署Innovium(現(xiàn)為Marvell的一部分)制造的交換ASIC，以使其供應(yīng)鏈多樣化。Facebook宣布在2021年底前推出第一批使用思科SiliconOne ASIC的交換機(jī)。谷歌提到它正在測(cè)試英特爾制造的交換機(jī)。所有這些ASIC供應(yīng)商也都在開發(fā)帶有 CPO的交換機(jī)，但他們都沒有透露產(chǎn)品路線圖。Broadcom的公告給所有其他供應(yīng)商增加了加速CPO發(fā)展的壓力，我們可能會(huì)在2022年和2023年看到更多的產(chǎn)品公告。

  雖然2021年可能是懷疑論者主導(dǎo)了CPO的討論，但自博通公告以來，CPO的開發(fā)工作已經(jīng)加速。的確，CPO標(biāo)準(zhǔn)形成還需要數(shù)年時(shí)間，首款產(chǎn)品將是專有的，但如果客戶可以在多個(gè)專有解決方案之間進(jìn)行選擇，這可能會(huì)在供應(yīng)商之間造成足夠的競(jìng)爭(zhēng)。最終，我們可能會(huì)建立一個(gè)由眾多具有CPO交換ASIC供應(yīng)商組成的生態(tài)系統(tǒng)，而不是與眾多光芯片供應(yīng)商一起創(chuàng)建生態(tài)系統(tǒng)。新的標(biāo)準(zhǔn)能否在這個(gè)層面上制定?OCP(開放計(jì)算項(xiàng)目)開發(fā)的交換機(jī)抽象接口顯然是朝這個(gè)方向邁出了一步。

  標(biāo)準(zhǔn)解決方案和專有解決方案之間的困境經(jīng)常被概括為：“如果你想走得快——一個(gè)人做，如果你想走得遠(yuǎn)——一起做”。CPO現(xiàn)在處于“獨(dú)自做”的階段，但行業(yè)需要開始“一起做才能走得更遠(yuǎn)”。要將新技術(shù)推向更廣闊的市場(chǎng)，這兩個(gè)階段都是必要的。

  業(yè)界公開討論的重點(diǎn)是將光學(xué)器件與交換ASIC共同封裝，但對(duì)于HPC和AI集群中使用的CPU、GPU和TPU來說，CPO的優(yōu)先級(jí)要高得多。這些系統(tǒng)缺乏帶寬，現(xiàn)在需要增加10倍，而基于分解計(jì)算和存儲(chǔ)的下一代架構(gòu)將需要再增加10倍。

  如下圖所示，到2026年，HPC和AI集群將成為CPO光學(xué)的最大細(xì)分市場(chǎng)。LC預(yù)測(cè)的CPO出貨量以800G和1.6T端口計(jì)算，可以組合成3.2T或6.4T光學(xué)芯片。這種方法提供了從可插拔光模塊到CPO過渡的清晰視圖，這將是一個(gè)非常緩慢的過程。

  早在2010年，HPC就率先使用了大量EOM，此后生產(chǎn)的EOM都不是標(biāo)準(zhǔn)解決方案。這當(dāng)然是EOM未實(shí)現(xiàn)大量應(yīng)用的原因之一，對(duì)于CPO供應(yīng)商來說也是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。2021年，EOM的大部分都用于軍事和航空航天系統(tǒng)(圖中顯示為“其他”)。這些是利基市場(chǎng)，規(guī)模太小還不足以為此制定標(biāo)準(zhǔn)。所以這一個(gè)“走得快”但沒有計(jì)劃“走得遠(yuǎn)”的例子。

  EOM和CPO之間的區(qū)別是模糊的。CPO確實(shí)下一代更緊湊的EOM，旨在放置得更接近ASIC，從而實(shí)現(xiàn)共同封裝。雖然EOM在很大程度上未能與DAC、AOC和光收發(fā)器競(jìng)爭(zhēng)，但CPO預(yù)計(jì)將會(huì)更加成功。如果沒有CPO技術(shù)，在限制功耗的同時(shí)要將帶寬再增加10倍幾乎是不可能的。