ATOP丨CPO VS 可插拔光模块：AI 网络的共赢增长之道
ATOP丨CPO VS 可插拔光模块：AI 网络的共赢增长之道
CPO 改变的是光学端的形态与位置，不是“端到端是否需要光学”的物理事实。随着 AI 集群带宽（端口数×速率）持续上行，总光学需求上升。在可预见阶段（800G → 1.6T），可插拔光模块继续放量；中长期 CPO/NPO/OBO+可插拔模块分工共存、共同增长。ATOP 已实现1.6T可插拔量产交付，并布局 CPO 生态（光引擎、外置激光ELSFP、高密互连）。我们判断 3.2T 可插拔在先进调制（如 TFLN）下以OSFP-XD和OSFP封装可实现。 ATOP观点 即使进入 CPO 时代，光学用量仍然“共增而非替代” 端到端（End-to-End）：CPO 只是把交换侧的光学从面板移到 ASIC 边上，一条链路两端都必须有光学终端这件事从未改变；随着集群规模与端口速率上行，端到端光通道数持续增加。 机柜到机柜（Rack-to-Rack）：AI集群的 Scale-Up（超大 Pod）+Scale-Out（更多机柜/机架） 同步推进；OCS/CPO 减少了电脊层，但增加了跨机柜的光电路，机柜到机柜的光口总量与纤路密度一起增长。 形态共赢：可插拔（含 LPO）在可维护/快速迭代场景继续放量；CPO/近封装在高密/高能效场景扩张。模块 → 光引擎/外置激光/高密线束只是形态迁移，总光学价值链更长、容量更大。 ATOP 路线：1.6T 可插拔批量+CPO 生态布局（光引擎、外置激光、扇出/高密互连）并行推进；同时验证 3.2T 可插拔（OSFP-XD+400G/lane，含 TFLN异质集成方案） 的可实现性，两条曲线共同抬升。 为何两者都会增长（不是二选一） 两端仍需光学：CPO 把光学贴近交换 ASIC；对端仍需光学终端（可插拔/LPO、CPO 或 NPO/OBO）。 分工互补：可插拔强调可维护/互通速度；CPO 在高 lane 速率下打开能效/密度；LPO 与 CPO 同属线性直驱，带来更低功耗/时延（主机需满足 CEI-112G/224G Linear 类要求）。 带宽只增不减：端口×速率同步上行 → 端到端光通道增多，并形成光引擎、RLS/ELS 外置激光、高密扇出等新增价值环节。 端到端落地模式（ATOP视角） CPO ↔ CPO（短距/超高密度）：BOM从“模块”转为光引擎+外置激光（RLS/ELS/ELSFP）+高密连接/线束。 CPO ↔ LPO/可插拔：交换侧由 CPO 解决密度/热；对端保留 FRU。两端线性直驱 → 功耗/时延更优，前提是主机均衡与面板一致性到位。 CPO ↔ NPO/OBO：把光学前移到 NIC/加速卡板上，规避超大可插拔的面板/纤数瓶颈，适配 >1.6T/端口场景。 面向 3.2T/6.4T/端口：可选CPO ↔ CPO/CPO ↔ NPO/OBO，或把“超端口”扇出为多×1.6T（带状 SMF + 高密线束）。并行 SMF 为主流，MCF 仍处于探索阶段。 速率与 PMD（清晰示例） 代际 典型电口 光学 PMD 示例（IM-DD） 800G 8×100G DR8； 2 × FR4 2 × DR4 1.6T 8×200G 1.6T-DR8； 2 × 800G-FR4 （或按场景 4 × 400G-DR4） 3.2T 可插拔 OSFP-XD 16× 200G 8× 400G 并行 或2 × 1.6T-FR4 （依面板/布线方案） 注： LPO 依赖主机线性 SerDes（CEI-112G/224G Linear）；通道困难处可用 DSP 可插拔。 FEC/PCS 需对齐（如 RS(544,514) 或等效）。 Breakout（如 2×400G-DR4、2×800G-DR4）是落地常用手法。 3.2T 可插拔可行性（ATOP 立场） 外形：OSFP-XD 提供 16 lane 与 >60 W 级功耗窗口（3.3 V，电流可达20 A），经正确散热可承载 3.2T。3.2T OSFP在OSFP-XD之后会逐步具备可行性。 电口：200G/lane（IEEE 802.3dj, 224G PAM4），线性或重定时两种体系可选。PAM6或PAM8调制为电口速率提升到400G/lane带来了新的途径。 光学：400G/λ IM-DD 可由 EML、SiPh MZM(异质集成)、或 TFLN（薄膜铌酸锂）实现；TFLN 已展示 >100 GHz 电光带宽，实验样机已实现3.2T级IM-DD传输。 ATOP 当前交付 1.6T 可插拔量产（800G 产品矩阵量产打磨完备）。 LPO 产品线 互通“黄金配方”：对齐 PCS/FEC/PMD、支撑规模部署稳定性。 我们的 CPO 生态布局 光引擎封装与测试（SiPh/PIC 对准、耦合、老化、可靠性）。 外置激光（RLS/ELS/ELSFP）：更低热、更集中、可冗余的光源方案。 高密互连与扇出线束：提升 Tb/s per fiber，简化布线（并行 SMF 为主流，MCF 为储备）。 如何量化“共赢”（系统级 TCO） 单位比特能耗 W/Tb/s：对比 CPO ↔ LPO 与 DSP 可插拔。 端到端时延：对训练时长与收敛步数的影响。 可用性/MTTR：FRU 更换速度（可插拔）vs 集中化维护（CPO）。 每 Tb/s 纤数：带状 SMF+扇出设计带来的纤数收益。 FEC symbol errors & BER：规模化部署的稳定裕量。