ICC訊 與云計算數據中心相比,AI智算中心算力基礎設施的技術迭代更加頻繁。自2023年以來,ChatGPT大模型商用引發了全球對AI人工智能發展的熱情,AI大模型參數規模的不斷擴大,使得計算資源需求處于爆炸性增長階段,業界需要更強的算力來推動訓練和推理,以及大量的內存資源。由一個GPU完成所有大模型數據的處理在現實上是不可能的,全球AI算力產業推出了超節點技術來應對這一問題。
AI大模型包含Scale-up和Scale-out網絡,而AI算力超節點技術旨在通過整合數百個GPU/NPU形成高密度的算力單元,諸如英偉達GB200 NVL72、華為CM384、ODCC ETH-X等。對于光通信產業來說,超節點技術意味著AI算力集群將帶來新一輪光通信技術和市場機會。據ICC訊石與產業交流了解,AI算力集群部署超節點技術將推動互聯的帶寬需求升級、技術架構革新、網絡性能突破以及產業生態的重塑。
光學帶寬需求升級
AI算力互聯的帶寬升級將推動光模塊配比率的結構性提升,新一代AI芯片(如B300)與光模塊的配比從1:3(H100)升至1:4.5甚至1:8(特定ASIC架構),直接拉動高速光模塊需求。ICC訊石預測2025年800G光模塊需求量將達2200-2500萬只,而高盛則2026年800G需求量3350萬只。
此外,超節點內部及跨節點互聯需支持TB級數據交換,推動光模塊從400G/800G向1.6T升級,當前800G可插拔模塊在2025年實現規?;逃?,1.6T CPO及交換機系列在英偉達GTC大會亮相,有望在2025下半年導入交換機商用,而字節跳動也在今年啟動了基于200G/通道的LPO/LRO方案,有望實現50%的功耗下降。
光電技術架構革新
AI算力將加速新型光電子集成方案的商用,從可插拔向集成光電子演進。一方面,CPO(共封裝光學)有望成為超節點剛需,該技術將光引擎與ASIC/GPU共封裝,解決電互連帶寬瓶頸和能耗問題。以英偉達Quantum-X交換機未來,其采用CPO實現1.6T端口,同等功耗下GPU部署量提升3倍。Yole預測CPO市場規模將從2024年4600萬美元爆發至2030年81億美元(CAGR 137%)。
同時,以臺積電、博通等通過InP-SiN異構集成,將激光器、調制器、波導集成于單芯片,體積縮小70%,延遲降低50%,有效推動硅光子技術規?;涞?。更值得期待的是,光學I/O(OIO)技術進一步延伸至芯片間互連,為AI算力集群下一代超節點的部署拓展了更廣闊的空間。
全光網絡性能突破
超節點對于低時延有著極高的要求,全光交換技術在壓縮時延方面的優勢使其迎來新的應用機會,就像華為AIOTN采用全光交換(WSS器件體積減55%)可以實現城域間“一跳直達”,時延降至業務無感區間?,F實案例中,例如上海1ms算力網絡支撐醫療AI模型訓練效率提升30%。
同時,超節點光互連需99.999%可靠性。華為提出了激光陣列冗余方案,單激光故障時陣列自動補償;Meta數據顯示光模塊故障可使AI集群效率驟降40%,而LPO/CPO通過簡化設計進一步降低故障率。
光電產業生態重塑
AI算力超節點將與光通信協同進化,超節點不僅是硬件堆砌,更是“光-算-智”融合的系統工程。正如黃仁勛所言:“未來十年,算力的瓶頸將由光決定”——而CPO正是打開這道瓶頸的終極鑰匙。
AI算力超節點給予CPO產業鏈崛起,一方面上游的硅光芯片成為戰略制高點,硅光產業已經從過去EML與硅光方案路線之爭,演進為硅光工藝成熟和低成本CMOS制造以及定制工藝平臺的發展路線。另一方面,盡管當下AI算力超節點部署主流的傳統可插拔400G、800G模塊,但是當英偉達宣布2025年Quantum-X交換機全面導入CPO(共封裝光學)技術時,一場席卷光通信產業鏈的變革已然拉開序幕。CPO通過將硅光引擎與AI芯片共封裝,將傳統可插拔光模塊的解構重組。此外,交換機設備廠商深度綁定芯片廠商,跳過中間光模塊環節,例如思科、Arista放棄可插拔模塊自研,轉向與NVidia/AMD共建CPO聯盟。
當光引擎成為AI芯片的“光學I/O器官”,產業競爭核心已從端口速率轉向光電協同設計能力。CPO不僅改變了光模塊的形態,更徹底瓦解了傳統供應鏈的線性分工模式。未來的贏家將是那些掌握硅光芯片、先進封裝與系統架構三位一體能力的“光電融合系統商”。
總結
從AI算力集群超節點的發展,到硅光和CPO重塑光通信供應鏈,AI興起對光通信產業的促進作用或許超過以往的骨干城域網絡、光纖寬帶、無線接入以及云計算等應用的影響力。超節點部署推動了AI算力集群規模和計算性能持續上升,為更智能的AI大模型應用奠定基礎。同時,智算中心部署超節點技術需要更低能耗、更低時延和更高密度,這使得基于硅光集成的CPO應用迎來機會,并推動了產業鏈變革。
光通信產業、學術界和投資界應重點關注AI算力集群網絡架構的變化,以及光電異質異構集成、硅光工藝平臺、CPO先進封裝(例如3D堆疊)等技術對于光通信傳統產品的影響意義。9月8-9日,由ICC訊石在深圳舉辦的第23屆訊石iFOC光通信大會(2025)將全面關注AI算力超節點、硅光產業與工藝以及CPO產業鏈等光通信市場前瞻資訊,獲得您所關心的前沿技術和市場趨勢,歡迎關注與報名參加會議!