CPO 距離資料中心大規模落地還有多遠?

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【產業快訊】CPO技術正式邁向量產前夜,AI資料中心能效迎來革命。根據Edgecore與NTT最新報告,CPO透過縮短訊號鏈路並砍掉DSP晶片,可使整機功耗大幅降低39.35%,有效解決大模型訓練的能效瓶頸。產業趨勢正由封閉整合轉向「插槽式」開放生態,旨在實現多廠商混合選配。隨著SONiC作業系統完成程式碼合併,軟硬體生態已趨成熟。預計2027年100T CPO將進入大規模量產部署,標誌著AI網路演進進入新階段。

兩年前聊共封裝光學(CPO),行業主流聲音還是 “概念超前、落地無期”;而兩年後的今天,CPO 已經站在了大規模商用的門檻上。

在 2026 OCP 亞太峰會上,Edgecore 聯合 NTT 發佈的《Ready to CPO:From vertically‑integrated CPO to a Socketed, Multi‑Vendor Ecosystem》報告,釋放出明確的產業訊號:CPO不僅完成了技術價值的工業級驗證,更正在跳出早期垂直整合的封閉模式,全面邁向插座式、多廠商的開放生態。

一、CPO能效價值:整機功耗下降39.35%

大模型的訓練與推理,離不開規模持續膨脹的 GPU 算力叢集。AI 叢集內部,不同場景的網路互聯:前端互聯 FEI、後端互聯 BEI、計算互聯 CI,對時延、功耗、頻寬密度、傳輸距離提出了截然不同的嚴苛要求。尤其後端互聯 BEI,功耗是繞不開的核心命題。每省下一分網路功耗,就能多留給算力晶片,跑出更多 AI Token,行業更是提出 5pJ/bit 的高能效傳輸目標。而傳統面板可插拔形態的DPO和LPO 在1.6T以上速率物理短板不斷凸顯,CPO 憑藉架構層面的本質革新,有望成為同時突破頻寬、功耗、密度三重限制的最優解。

第一,訊號少繞路,從根源省電

傳統可插拔方案訊號從晶片出發,要繞一大圈 PCB 走線、過連接器、插金手指,才能進到光模組裡。整條鏈路損耗高達 20dB。為了讓訊號能被識別,晶片還得額外費電去放大、去均衡,這部分功耗全是 “冤枉電”。

而CPO 把光引擎直接放在晶片邊上,路程縮短了一大截,鏈路損耗直接從20dB砍到 10dB。損耗小了,就不用額外費電去 “補訊號”,SerDes 晶片的驅動和均衡電路直接降到更低規格,從根源上砍掉了一塊無用功耗。

第二,砍掉DSP晶片,光側功耗降 65%

這是最狠的一刀,也是能效提升的核心。傳統可插拔模組,每個都自帶一顆 DSP 晶片,專門管訊號處理,就像每個路口都配一個專職調度員,既佔地方又費電 ——1.6T 模組的功耗裡,DSP 佔了快一半。而 CPO 因為鏈路極短、損耗極低,根本不需要每個連接埠單獨配 DSP,這些訊號處理的活,直接整合進主交換晶片裡一起幹了。

同樣 102.4T 的總頻寬,傳統方案光側(64個DR8 OSFP-XD)總功耗 1536W,CPO方案(16個6.4T SiPh OE+16個ELSFP) 只需要 536W,直接降了 65%。

第三,散熱效率翻倍,冷卻再省近 900W

功耗除了器件本身,還有一筆散熱的帳不可忽略:資料中心裡,每 1W 的發熱,往往還要 0.3~0.5W 的電來散熱。傳統光模組分散在前面板上,熱量散、風阻大,得靠高轉速風扇使勁吹,光冷卻系統自己就耗掉近 960W。而 CPO 的光引擎緊挨著晶片,熱源高度集中,天然適配液冷散熱。液冷換熱效率比風冷高得多,不需要大功率風扇,冷卻系統自身功耗直接砍了一大截。

從資料上看更直觀:不含冷卻系統下,CPO比傳統方案省 1111W;含冷卻系統下,總功耗差距擴大到 2012W。也就是說,除了器件本身的節能,冷卻系統又額外貢獻了近 900W 的功耗降低。

最後整機一算帳:CPO整套系統功耗直接降了 39.35%!同時連接埠密度、長期運行可靠性均優於傳統方案 ,為 CPO 的規模化應用打下了核心基礎。當然,CPO 也並非沒有挑戰:裝配與光纖對準工藝難度高、裝置維護維修體系不成熟、先進封裝供應鏈尚未完善,都是產業需要共同跨越的門檻。


二、新興 CPO/NPO 產業生態與可插拔替代方案

如果說能效驗證是 CPO 的立身之本,那麼從封閉垂直整合走向開放多廠商生態,就是 2026 年 CPO 產業最關鍵的進展。

早期的 CPO 方案几乎都是垂直整合模式:光引擎(OE)直接銲接在交換機主機板上,交換晶片、光模組、主機板設計深度繫結,由單一廠商封閉供應,不僅靈活性差、供應鏈風險高,也難以規模化降本。而 2026 年,行業的共識方向,是轉向插槽式 Socketed CPO,打造多供應商開放生態。NTT 基於博通 TH6交換晶片給出插槽式CPO方案參考:

  • 採用插座式光引擎設計,單引擎頻寬達 6.4T;
  • 搭載超低損耗 LGA 插座,整合電源與管理訊號引腳,無需額外側邊連接;
  • 相比傳統面板可插拔DSP光模組方案,整體功耗降低50%

這套架構最大魅力在於混合選配(Mix‑and‑Match):可以自由組合光器件,比如 75% 採用短距插槽光引擎,剩下 25% 保留傳統面板可插拔模組,兼顧高密度與維運靈活性。

開放光架構願景:五種光佈局的抉擇——CPO、NPO、S-NPO、M-NPO與FPO

與此同時,多條開放標準與備選路線齊頭並進:

  • OpenCPX:面向CPO/NPO 可插拔光引擎介面標準
  • OCI:面向 AI 叢集橫向擴展的開放光互聯
  • OIF 12.8T NPO:基於200G/lane 的近封裝光學模組
  • XPO:12.8T 液冷可插拔方案,作為 CPO/OBO 的備選技術路線

三、SONiC 作業系統對CPO的軟體支援

硬體走向開放的同時,軟體生態的同步跟進,是 CPO 邁向量產的關鍵標誌。2026 年,開源網路作業系統 SONiC 社區正式完成 CPO 相關程式碼合併,原生支援Micas Networks基於Bailly 晶片的 CPO 交換機,核心適配能力包括:

  • 統一管理光引擎(OE)與 ELSFP 連接埠的通道對應;
  • 支援多組光引擎陣列,單組可承載 8 條以上通道;

相容上述 “光引擎 + 可插拔模組” 的混合配置場景。

NTT 也已向社區貢獻了相關核心模組程式碼,推動形成了靈活通用的 CPO 軟體架構。作業系統層面的原生支援,意味著 CPO 不再是孤立的硬體實驗品,而是可以融入現有資料中心維運體系的成熟方案。

四、CPO產業路線:2027有望迎來初步量產部署?

短短三年,CPO 已經從 “概念炒作” 走到了 “量產前夜”,產業節奏遠超預期:

2024 年:博通發佈首款 CPO 導向晶片 Bailly(50T 頻寬,100G / 通道),但整個行業對 CPO 的可行性、成本、落地周期仍普遍持懷疑態度,供應鏈、製造工藝、維護方案都被認為是難以跨越的門檻。

2025 年:博通 Davisson、NVIDIA Spectrum-X 相繼發佈(100T 頻寬,200G / 通道);Meta 在 OCP 全球峰會上公佈了 Bailly CPO 的實際部署評估結果。

2026 年:OpenCPX、OCI、XPO MSA 三大標準組織在 OFC 大會正式成立,分別從光引擎介面、AI 光互連、可插拔替代路線等維度建構產業標準;同時 SONiC 開源網路作業系統開始原生支援 CPO,標誌著硬體生態已經接近量產就緒。OIF 也同步啟動了 12.8Tb/s NPO(近封裝光學)模組標準項目,進一步豐富技術路線。

2027 年(預期):100T CPO 進入大規模量產與初步部署階段,200T CPO 的技術研發、標準化與多供應商供貨處理程序也將全面加速。

正如報告中所言,當前 CPO 的開發與落地進度完全符合甚至超出了 2023 年 OCP 行業調研的預期。未來核心任務,就是依託多供應商供給、落地行業事實標準,復刻今天可插拔光模組繁榮的開放生態。算力浪潮滾滾向前,CPO 不一定是唯一答案,但一定是 AI 網路演進路上,最值得關注的關鍵技術。

以上內容轉載至光芯,作者PIC Worker

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