OCP 2024旭创报告：硅光LPO、可安装（mountable）的CPO

旭创的于让尘博士在OCP 2024上做了报告，主要介绍了硅光在AI xPU Scale up的应用，包括可靠性、成本、功耗、集成度的优势以及LPO和Mountable CPO的解决方案。

前面就还是介绍了GAI数据中心网络中，GPU Scale Up网络采用DAC模块进行GPU互联时，在达到200Gbps的速率下只能实现Rack间的互联，功耗也大。比如Nvidia GB200 NVL72采用5000个DAC实现1个Rack72个GPU的互联，采用液冷的形式，功耗达到了120kW。

随着大语言模型的升级，未来需要500-1000个GPU的互联，那就必须得上光互联方案了，而且对于Scale-up optics提出了高可靠性、低成本、低功耗、高带宽密度的要求。

接下来引用了Ayar Labs关于光互联对于GPU互联的性能和经济效益分析，认为OIO的解决方案可以在GPT-4实现4倍的机器间交互性能（tokens/s）提升以及6倍的成本功耗收益（Profitability，单位是tokens/s/ ($/tokens) /W）提升，而对于GPT-X就是20倍的收益了。

接下来就开始讲旭创自己的硅光能力了。首先是可靠性上，经过所有出货的TRx芯片累积30亿小时的可靠性分析，FIT是＜0.4的，证明可靠性很强。这张图仔细看的话，21Q1的累计验证时间上是1.5千万小时，到24Q2的累计验证时间达到了30亿小时，除以39个月，近三年出货量大概是10万颗？

在成本上，引用了Lightcounting的分析报告，指出硅光的高度集成特性以及直驱特性带来了成本的巨大收益，在16×200Gbps的3.2T时代，每Gbps的成本朝着0.1＄的白菜价去了。

然后就说到了LPO直驱，当前800G的时候LPO和DPO的功耗对比是7W vs 14W，未来1.6T就是10W vs 25W了，每bit功耗对比是6pJ vs 16pJ@200G/lane。不过这里没比较DSP兼容LRO的方案。假如用于Scale Up带宽7.2Tbps的B200，LPO模块的功耗只有43W，只是GPU 1200W的一个零头。DPO模块此时的功耗是107W。

随后展示了今年OFC展出的800G LPO的测试结果，误码率都是达标的。但是应用在Scale Up网络，还需要依靠低损耗的ASIC到TRx链路的支持砥砺前行，需要ASIC提供＞1Tbps/mm的逃逸带宽密度。行业内也努力提供低损耗、高密度连接器铜缆，例如Mellitz等就可以支持7.7dB@53GHz的带有连接器的500mm铜缆，支持200G/lane。

另外像NVSwitch也已经内置了高密连接器和线缆。因此，于博提出了一种结合低损耗共封装铜缆和高通道数LPO的设想，它既可以保留了所有可插拔光学器件的优势，又可以支持高逃逸带宽密度，同时灵活兼容铜缆（DAC/AEC）互联或光学互联两种方案。不过也需要开发新的高通道数、更高速度（200Gbps以上）的LPO。

谈到CPO，于博也提出在400G+时代可能就得考虑CPO方案了。针对原先业内提出的焊接(solder-down)式CPO方案所被人诟病的难维护、必须与大厂ASIC紧密耦合且成为ASIC的固定配置的几个问题，于博提出来Mountable CPO的形态，我理解是可插拔的光引擎的形式，既有CPO的高带宽密度的特性，又跟当前的可插拔模块一样易维护更换，可以是铜缆或光的不同配置形态。旭创当前也在OIF提出了这个方案，目标是面向400Gbps/lane的速率，带宽＞6.4Tbps(16路)，带宽密度＞1Tbps/mm²，技术上可能会采用TFLN-on-SiPho的集大成平台。今年旭创的合作伙伴之一Tower也在OFC讲了类似的话题，但当时好像没有说具体的进展和计划。

最后还讲了一点OCS Scale Up对于光模块的高链路预算和Bidi提升OCS光口利用率的需求。

个人理解：整体逻辑就是未来光互联是必然，硅光高可靠高密低成本优势也会持续发扬光大。LPO有功耗优势但产业不成熟难推标准，就可以通过跟铜缆方案兼容的方式，拉着线缆连接器朋友来对付DSP模块；CPO也可能是大势所趋，但可以通过mountable CPO的方式，让模块厂继续有生意做；OCS如果价值大，也是光模块的一个好机会。