此刻你可能正在刷着视频或打着游戏玩得正嗨，你可知道这背后都要靠海量数据支撑，而越来越多的数据情况下又如何保证传输效率？就像快递越多，就需要更快的物流车和更宽的邮路一样，传输数据的路径和工具也得升级。

这就涉及最近非常火的概念：CPO——一种提升数据传输效率的新型集成技术。

了解CPO之前，应该先知道什么是光模块。通俗来说，这玩意是一种将电信号与光信号互转的器件。在发送端，把电信号转换成光信号，通过光纤传送后，再在接收端将光信号转换成电信号。

为啥要进行这样一个转化？这就好比马路，如果电信号是普通马路，光信号则是高速公路，在算力需求爆发的时代，那肯定是希望传输效率越快越好，在传输路径上，就要用到CPO技术了。

啥是CPO？

CPO（Co-Packaged Optics，光电共封装）是一种新型的光电集成技术。简单来说，就是把光模块直接搬到距离芯片最近的地方——甚至就放在承载“GPU芯片”的同一个基板上。

为啥要把它俩封装在一起？

光电转换，以前采用的传统技术——可插拔方案。这项技术中，光模块和交换芯片的距离相隔比较远，如下图所示，光模块“独立外设”，通过接口与交换机相连，就好比他俩像在“异地办公”，有啥需要沟通传输的，还要靠“打电话”，信息传到对方的效率相对较慢。

图片来源：康宁

而CPO技术，采用“封装”的方式，把两者封装在一块基板上，拉近两者的距离，相当于从之前的“异地办公”，变成现在两者坐在旁边的“同桌协作”，有点啥事情，沟通起来效率更高，更省力，也就实现了更低时延、损耗和功耗。

图片来源：康宁

本质就是要取代铜

从本质上讲，共封装光学是一种用高速光纤连接取代服务器内部传统铜连接的技术。

但为什么要取代铜呢？

在当今的数据中心中，光纤（利用光传输数据的细玻璃丝）已经用于在服务器之间移动信息。但是，一旦数据到达服务器或交换机的某个点，它就会转换为电信号，并通过铜连接发送到处理它的芯片。由于人工智能的兴起和数据处理速率的提高，这些铜连接被推到了极限，从而产生了计算瓶颈：它们在短距离内会损失信号质量，浪费能源，需要昂贵的信号增强器，并产生额外的热量。

该模型展示了 CPO 如何在数据中心交换机盒中工作，其中许多数据承载光纤汇聚在一起。数据通过外部连接器（右）流入盒子，然后到达光子集成电路（PIC），在那里数据从光信号转换为电信号。交换芯片（中心）读取数据包上的地址，然后通常将数据定向到下一阶段的另一个 PIC。该 PIC 将来自交换机的电数据包转换回光信号，并通过外部连接器将其发送出去。类似的基础设施可用于 AI 服务器本身，其中 PIC 将连接到图形处理单元。

CPO通过增加光纤进入服务器的范围（在某些情况下，一直到达芯片本身）来改变这一情况。 CPO不是在服务器面板将光转换为电能，而是将数据保持光学形式，直到数据真正接近GPU或交换机。这消除了铜的低效率，并实现更快、更便宜、更节能的数据处理。

康宁公司高级技术副总裁 Claudio Mazzali表示，“通过将光学器件直接与芯片共同封装，可以显著降低功耗、提高数据速度并释放芯片内部的宝贵空间。

真正的好处是什么？

CPO提高了数据中心性能。例如，人工智能数据中心的单个服务器机架可能包含两英里长的铜缆，连接数百个芯片。随着数据速度攀升至每秒数百吉比特以上，如果没有昂贵的增强器，这些铜连接就无法跟上。 CPO 消除了这些“有损耗”的铜缆链路，使数据传输更加顺畅。

CPO 还为数据中心运营商带来成本效益。据行业估计，CPO 可以 将光学元件的成本降低 40%，同时还降低能源密集型信号管理元件的成本。

一些芯片制造商估计，与当今的技术相比，可以节省 50% 以上的电量，对于苦苦挣扎的能源成本上升的数据中心来说，这可能会改变游戏规则。

数据中心消耗大量能源。 美国能源部最近的一份报告估计，到2028年，数据中心预计将消耗美国总电力的约 6.7% 至 12%。通过降低功耗，CPO可以帮助数据中心更可持续地运营。

参考来源：新华网、康宁官网

（中国粉体网/山川）

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