2026-04-16 集邦科技

AI 互连技术展望:NVIDIA 领航 CPO 与硅光子架构转型

摘要

NVIDIA 正将 AI 竞争从单点算力推向「系统级互连工程」,透过整合 Fabric 架构与硅光子技术,将高阶互连瓶颈由电转光。其布局涵盖 Scale‑Up/Scale‑Out 机柜架构与共同封装光学(CPO),旨在解决传输功耗与带宽受限问题,带动光通讯供应链价值重构,确立未来算力基建的核心优势。

內容

NVIDIA 正将 AI 竞争从单点算力推向「系统级互连工程」,透过整合 Fabric 架构与硅光子技术,将高阶互连瓶颈由电转光。其布局涵盖 Scale‑Up/Scale‑Out 机柜架构与共同封装光学(CPO),旨在解决传输功耗与带宽受限问题,带动光通讯供应链价值重构,确立未来算力基建的核心优势。

重点摘要

  • 算力瓶颈转移:随着模型规模扩张,传输效能受限于电学走线的功耗与延迟,瓶颈已从芯片算力转向互连带宽,推动互连技术从「长铜线」迈向「短电线、轻光学」的转型。
  • CPO 技术必然性:共同封装光学将光引擎与芯片紧邻配置,显著降低能源消耗并提升传输效能,成为未来维持超高带宽密度与热管理平衡的关键路径。
  • 系统级架构重构:透过硅光子平台与新型交换器,实现从芯片封装到机房骨干的一体化整合,将多颗处理器视为一个共享超大带宽的整体运算单元。
  • 市场渗透与展望:预期技术将于新世代机柜中率先导入,随封装工艺成熟,光互连渗透率将在未来数年内大幅提升,带动相关光学器件与高密度连接器的需求激增。

目录

  1. TrendForce’s View
    • CPO Penetration Rate in Optical Modules
  2. NVIDIA Fabric Architecture
    • NVIDIA Scale-Out Fabric
    • Differences between Pluggable Optical Modules and CPO
    • Overview of NVIDIA’s GPU Generations and Rack Interconnect Architectures
    • DWDM Photonics For Interconnects
    • Example – 200Gbps vs. 32Gbps circuitry
    • Optics on Interposer w/ DWDM
    • Optics on Interposer
    • Spectrum-X Photonics delivers 64x better signal integrity
    • Overview of NVIDIA’s Three-Layer Interconnect Architecture

<报告页数:10>

CPO Penetration Rate

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