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每日觀點:“AI時代最具潛力技術路線”,CPO之后,LPO又來了

基于CPO邏輯,市場此前走出了包括劍橋科技、中際旭創、聯特科技等大牛股。

而據國盛證券最新研報,其又挖掘出了一個新光通信細分LPO,其認為800G ?LPO是AI時代最具潛力的技術路線。

什么是LPO?

據國盛證券研報,LPO(線性驅動可插撥光模塊),主要運用于高速光模塊領域,就是通過線性直驅技術替換傳統的DSP,實現系統降功耗、降延遲的優勢,但系統誤碼率和傳輸距離有所犧牲,該技術適用于數據中心等短距離傳輸場景。


(相關資料圖)

LPO是光模塊的封裝形式,是可插拔模塊向下演進的技術路線,主要用來實現降功耗;CPO也是演進的路線,但不是在可插拔光模塊架構下,而是將光模塊移到靠近交換機芯片,做到交換機設備里面。

其表示,LPO技術具有以下幾個優點:

1)低功耗。LPO功耗相較可插拔光模塊下降50%,與CPO接近。如下圖顯示采用Linear-drive方案后,硅光、VCSEL、薄膜鈮酸鋰功耗均下降50%左右。

根據Macom的數據,具有DSP功能的800G多模光模塊的功耗可超過13W,而利用MACOM PURE DRIVE技術的800G多模光模塊功耗低于4W,下降70%。低功耗不僅節省電能,而且能夠減少模塊內組件的發熱。

2)低延遲。去掉DSP芯片后,系統減少了對信號復原的時間,延遲大幅降低。DSP/重定時功能增加了延遲,以MACOM PURE DRIVE技術為例,因采用信號串行方案,LPO光模塊可以做到皮秒級別的延遲時間。

3)低成本。DSP價格較高,400G光模塊中,DSP的BOM成本約占20-40%;LPO的Driver和TIA里集成了EQ功能,成本會較DSP上浮少許,但LPO方案還是可以將光模塊成本下降許多。

4)可熱插拔。相比于CPO,LPO沒有顯著改變光模塊的封裝形式,采用可插拔模塊,便于維護,并且可以充分利用現有的成熟技術。

國盛證券指出,半導體廠商Macom已發布LPO解決方案MACOM PURE DRIVE,與標準的DSP架構相比具有以下優勢:1)將光互連功耗降低50%以上;2)最小化鏈路延遲,對機器學習和人工智能應用至關重要;3)消除了成本高昂且冗余的信號重定時模塊;4)解決了獨立的DSP芯片發熱的問題;5)簡化了模塊實現,具有更大的靈活性;6)減少占地面積以滿足空間受限的設計要求;7)可擴展至1.6T速率。

AI算力需求爆發帶動800G光模塊放量

國盛證券指出,隨著AI技術的發展,大模型、大數據、大算力日益成為AIGC應用的核心制約。大模型和數據集是AIGC發展的軟件基礎,而算力是最為重要的基礎設施。AI以并行計算為主,核心處理器主要為GPU,但除了GPU性能外,通信因素也會成為制約超算的短板,只要有一條鏈路出現網絡阻塞,就會產生數據延遲。

因此,AI服務器對于底層數據傳輸速率和延時要求非??量蹋枰咚俾实墓饽K匹配,因此AI服務器對800G光模塊的需求很大。

以英偉達DGX H100服務器為例,H100+NVLink Network+IB架構中,一個服務器對應5+4+4+5個連接外部的4xNVLink通道,即18個800G光口,36個800G,即一張H100在該架構下,用于顯存互聯的部分就需要4.5個800G光模塊。

國盛證券表示,以上背景下,LPO技術是800G時代最具潛力的方案。隨著DSP芯片由7nm制程向5nm制程演進,DSP芯片的設計、制造成本也水漲船高。而LPO方案在光模塊中去掉DSP芯片,能夠大幅降低功耗和延時,并具有成本優勢,而其系統誤碼率和傳輸距離較短的缺陷,在AI計算中心短距離應用場景下也得到彌補。因此,LPO方案能夠高度契合AI計算中心短距離、大帶寬、低功耗、低延時的需求。

行業有望2024年底量產

國盛證券表示,LPO作為一種新技術,預計2024年年底量產,LightCounting也預計業內將在2024年底首次部署LPO光模塊。

目前新易盛、劍橋科技等已發布相關產品,中際旭創已有技術儲備和產品開發,海信寬帶推出800G線性互聯光纜。高線性度的TIA、Driver芯片作為LPO技術的核心零部件,目前有Macom、Semtech、美信等主要供應商,博通也在推進相關產品研發。目前劍橋科技與Macom深入合作,且正在向微軟供貨高速光模塊。

國盛證券認為,北美云廠商正在積極擴充算力資源,未來微軟、Meta、AWS、谷歌都有可能逐步接受LPO方案。

其同時指出,值得注意的是,LPO方案需要和交換機進行配合,對光模塊廠商在產業內上下游合作協同要求更高,龍頭公司如中際旭創、新易盛將更加具備優勢。

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