OCP Global Summit 2025_Amphenol_Thinking Outside the Rack: Scaling Up with Optical Interconnects

simpletechtrend
11月3日
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前言

在 OCP Global Summit 2025 上，Amphenol 提出了對未來 Scale-Up 架構中光互連 (Optical Interconnect) 的新觀點。

這場演講由 Amphenol 標準與技術總監 Sam Kosis 主講，主題聚焦於：「如何在機架內 (Inside the Rack) 與機架之間 (Outside the Rack) 導入更多光學連線，並在短距離高速傳輸下找到銅與光的最佳交界點。」

Amphenol 的核心訊息很明確：

隨著 AI 集群密度與功耗暴增，短距光互連 (Short-Reach Optics) 將不再只是高速乙太網路的延伸，而是 Scale-Up 計算架構的新骨幹。

內容

1. 從 PCIe 到光互連：Scale-Up 架構的新演化

Amphenol 回顧了近年 OCP 社群中關於 PCIe 延伸架構 (Extended PCIe Interconnect) 的研究。

早期研究設定：

銅纜可達 1m
主動銅纜 (AEC) 可達 3m
光連線則能延伸至 12m（延遲受限於記憶體應用需求）

但隨著 retimer 技術的成熟，銅纜實際可達 2–7 公尺。這使得原本屬於光學應用的距離被電連線部分取代。

然而，當機架功率密度與頻寬進一步提升時，光學短距應用的需求重新浮現。

Amphenol 指出：「短距光互連的出現，代表我們從以 CPU 為中心的伺服器時代，正式進入以互連為中心的加速架構時代。」

2. Scale-Up 與 Scale-Out 的架構邏輯

Amphenol 將現今的資料中心架構明確區分為：

Scale-Up：在同一機架內將運算、記憶體、儲存、GPU 以高速連結整合成「Composable Fabric」。
Scale-Out：跨機架連接多個節點形成大型叢集。

而光互連的角色正在從傳統的 Scale-Out（長距乙太網）逐步滲入 Scale-Up 層，成為連接 GPU、CXL、PCIe 與 UALink 的中短距通道。

這意味著：未來 AI Cluster 的光路將不再只在交換機之間，而會延伸進整個運算模組與記憶體架構內。

3. CPO vs Pluggable 的分歧

Amphenol 指出，過去 18 個月產業的討論幾乎演變成「CPO 封裝 vs 可插拔模組 (Pluggable)」的二元爭論：

支持 CPO 的陣營主張：
- 封裝密度高、功耗低、效率更好。
支持 Pluggable 的陣營則強調：
- 成本更低、維護性高、量產性成熟。

Amphenol 的結論是：

「CPO 不會完全取代 Pluggable，兩者將根據 SerDes Reach（電通道距離能力）共存。」

換句話說，只要 SerDes 能支持 1–7 公尺的電連線，光學的滲透點就會被延後。而真正的突破點，必須來自 定義新的短距光學電氣介面標準。

4. Ethernet vs PCIe：協定融合的前兆

Kosis 展示了 Ethernet 與 PCIe 的演進對比圖：

Ethernet 正邁向 200G/lane，但銅纜距離已大幅縮短。
PCIe 雖維持長距 chip-to-chip 連線，但必須仰賴 retimer。

他提出一個有趣的方向：

「未來可能會出現 Ethernet + PCIe Hybrid Fabric，結合乙太網的模組化與 PCIe 的流量控制與低延遲特性。」

這正呼應了目前產業內的 UALink 與 UltraEthernet Consortium (UEC) 兩大趨勢，雙方都試圖融合通訊協定與記憶體語意 (Load/Store)。

5. Channel Design 的關鍵：從 PCB 到 Cable-on-Board

隨著通道損耗 (Insertion Loss) 增加，Amphenol 強調通道設計正出現根本性轉變：

傳統 PCB 走線已達極限（在 200G/lane 時接近 30 dB）。
新一代設計導入 Copper Cable on Board (CCoB) 與 Hybrid Package Integration，在 PCB 內嵌入銅線以減少反射與插損。

Kosis 展示了兩種整合路線：

短距離光電混合封裝（Copper + Optics on Package）：在相同 footprint 中實現光/電雙通道。
全光模組轉換：將 E/O 轉換點前移，縮短電距離、降低功耗。

這些概念正是未來 NPO (Near-Packaged Optics) 的雛形。

6. 功耗與機架挑戰：Half-Megawatt Racks

Kosis 以 OCP Open Accelerator 2.0 為例指出：

現有 8 GPU 機架已接近 50kW。
未來高密度機架（約 500 GPUs）功率將達 0.5 MW。

這讓現有銅纜與 PCB 設計面臨冷卻與 EMI 的極限。

因此，未來的熱與電瓶頸反而成為光互連滲透的最佳契機。

Amphenol 建議：在這樣的高功率環境中，應重新定義電通道預算（Electrical Channel Budget），主動規劃短距光通道以緩解熱與訊號完整性壓力。

7. 呼籲：建立短距光互連標準

Kosis 最後提出明確的行動呼籲：

「產業需要新的 Physical Layer Spec for Short-Reach Optics——明確定義 E/O 轉換距離與電通道長度，才能真正觸發光學替代銅纜的 tipping point。」

他建議 OCP、OIF、PCI-SIG 與 IEEE 應聯手定義一組能支援短距光電轉換的統一規範，讓 CPO、NPO、Pluggable 與 Onboard Optics 能在相同設計語言下共存。

總結

Amphenol 在 OCP 2025 的觀點相當務實：

光互連要取代銅，不是靠成本或效能競爭，而是靠通道定義與系統設計重新調整。

當機架功率、GPU 密度與頻寬持續暴漲時，短距光互連將從可選方案變成結構性需求。

「Thinking Outside the Rack」的真正含義，是跳脫傳統機架邏輯，讓光互連成為系統設計的一部分，而非外掛式元件。

延伸觀點

技術影響
- Amphenol 的提案標誌著「NPO 與短距光互連正式被視為 Scale-Up 架構核心」，這與 Broadcom 的 CPO、Credo 的銅纜策略形成鮮明對比。
- 若新的 Short-Reach 標準誕生，將為 SiPh、VCSEL、EML 等多光源技術創造共通平台。
供應鏈觀察
- Amphenol 既是連接器與線纜巨頭，也是標準推動者，這讓它在未來光電混合設計中具有主導話語權。
- 若 OCP 與 OIF 聯手制定短距光通道標準，Amphenol 有望成為 機架層級光電連接規範的橋樑企業。
市場趨勢
- 「Short-Reach Optics」將成為光通訊產業的下一個增長焦點，尤其在 AI Training Rack、CXL Memory Fabric、GPU Backplane 等領域。
- 2026–2028 年之間，光模組將從交換機走向 GPU 模組內部，這將是光學應用最大的一次範式轉移。