正如大脑的智能源自于神经元间的丰富连接，数据中心作为现代社会的"大脑"，其智能化同样依赖于快速、高效的"连接"能力。因此，连接技术的基础性作用不容忽视。
根据Dell’Oro 2022年6月的报告，以太网的发展趋势指向了400G、800G和1.6T的速率。这表明，现有的100G及以下速率的以太网连接技术，以及数据中心内部的连接方式，正在经历向更高速的400G、800G和1.6T技术的快速迭代。
此外，行业内有一种说法，“在高性能计算领域，算力的竞争归根结底是能耗效率的较量。”作为高能耗行业，数据中心以年为计的电费动辄上亿元，常被称为电老虎。而随着数据中心体量的增加，用电量上升趋势明显。
乌镇智库理事长张晓东今年在某一人工智能大会上表示：“大模型的部署需要海量的高算力芯片，预计2027-2028年，超级智能会到来，届时最大的几个模型将需要1000万张卡，消耗的能量相当于一个中国中小型的省的耗电量，由此带来的巨额成本，会成为行业发展的最大挑战。”
综合以上表述，当前数据中心的连接至少面临量大挑战：1、高性能计算对网络速率的需求在提升，很快就会到达800G和1.6T时代；2、在双碳目标下，数据中心对降低能耗的需求非常强烈。
数据中心光互联方案面临变革
当前，数据中心光互联的方案主要有三种：
第一种是传统的光模块连接方案，其中可插拔的光模块就是光引擎，光纤插在光模块上，通过SerDes通道将信号传送至网络交换芯片。这种方案中采用了DSP芯片对高速信号进行信号处理，来降低误码率，所以在链路性能、灵活性、可维护性和不同厂商间的互操作性方面表现良好，但DSP的功耗较大，以400G光模块为例，当前市场上采用7nm工艺的DSP芯片功耗通常要跑到4W，占整个光模块功耗的50%左右，而光模块的功耗大约占交换机整机功耗的40%以上，所以在低功耗方面表现不佳。此外，由于交换芯片和光引擎是分开布局的，所以在信号延迟表现方面也一般。
第二种是LPO线性驱动可插拔光模块连接方案，顾名思义，该方案采用了线性直驱技术，去除了传统光模块的DSP/CDR芯片，将系统功耗和延时做了优化，同时成本也相应降低，但也正因为做了简化处理，所以在系统误码率和传输距离方面有所牺牲。不过该方案依旧保留了传统光模块方案的可热插拔的特性，所以在后期维护方面存在优势，不至于单个元件损坏，要拆机才能维修。
第三种是CPO共封装光学连接方案，在这种方案中，最大的改动就是将交换芯片和光引擎进行了合封，不再采用可插拔光模块的形式，带来的好处是电信号在光引擎和交换芯片之间的链路缩短了，传输速率会更快，功耗更低，效率更高，且在尺寸方面也会缩小不少。有行业数据显示，采用CPO的方案，相比于光模块的方案，功耗可以降低50%，且能满足高速、高密度互联的传输场景，比如未来的智算中心。
综上，在短期内，传统光模块方案还是市场主流；LPO线性驱动可插拔光模块方案正在有序推进；而CPO方案将在800G和1.6T时代开始量产出货，并有望在3.2T时代占据市场主流。
借助对硅光技术的储备，曦智科技推出CPO方案
当前CPO方案还处于市场早期阶段，中国的企业有机会和国际企业同台竞技。
就在刚过去的2024年世界人工智能大会上，笔者看到曦智科技就展出了首款适用 PCle和 CXL(Compute Express link)协议的数据中心计算光互连硬件产品 Photowave。
众所周知，曦智科技在光电混合算力领域是曦智科技的主战场，但该市场处于趋势性市场，在落地层面还需要更多的时间，而今天曦智科技展示的光互连产品，则在近几年就可能看到销售成绩，所以在基于类似技术底座的情况下，增加产品品类也是较为正向的战略布局。
根据曦智科技工程师的介绍，Photowave系列产品具有多种产品形态，包括PCIe卡、OCP 3.0 SFF卡和有源光缆等，数据传输速率低于20ns，其中有源光缆的延迟更是低于1ns，整个模块功耗在15W以下。
在配置方面，Photowave系列产品可灵活搭配x16、x8、x4、x2等不同通道数，适用于服务器平台、CXL交换机、存储应用以及xPU之间的互联。据悉，该产品已率先成功实现CXL内存池化的远距离光互连，规模化应用后可极大提升不同计算硬件的工作负载效率，赋能数据中心的架构解耦和资源池化。
