Yole：硅光、CPO、DPU和Chiplet將如何在2030年前重塑數據中心行業(yè)

  ICC訊（編譯：Nina）數據中心必須支持我們社會(huì )產(chǎn)生的數據的驚人增長(cháng)。社交網(wǎng)絡(luò )、商務(wù)會(huì )議、超高清視頻流(UHD)、電子商務(wù)和游戲應用為移動(dòng)帶寬需求創(chuàng )造了新的需求，并將繼續推動(dòng)增長(cháng)。因此，數據中心必須表現出彈性、效率、低延遲，并遵守政府的限制。在這種程度上，數據中心的去中心化和分解已經(jīng)進(jìn)行了很多年，但現階段更為突出。有許多技術(shù)增強了數據中心的功能。然而，其中一些驅動(dòng)了幾乎所有創(chuàng )新，即光收發(fā)器、硅光子學(xué)、共封裝光學(xué)(CPO)、數據處理單元(DPU)和采用小芯片(Chiplet)方法的先進(jìn)封裝。

  讓我們逐一回顧這些技術(shù)。

  現階段，可插拔收發(fā)器的外形尺寸和性能正在逐步演進(jìn)，從100G到400G到800G，甚至更高的數據速率。然而，從長(cháng)遠來(lái)看，它們的支持能力將受限于所需的電和光密度、熱方面和功耗。如今，旭創(chuàng )、II-VI和海信(以及更多)等公司在這一領(lǐng)域的市場(chǎng)演變和競爭非常激烈。

  這種收發(fā)器的演進(jìn)與第二種技術(shù)緊密相連：硅光子學(xué)(SiPh)。SiPh是英特爾、思科、Acacia、Sicoya和AOI等公司掌握的關(guān)鍵平臺，用于開(kāi)發(fā)未來(lái)的收發(fā)器，并實(shí)現支持未來(lái)應用和置換電氣連接所需的性能。目前有25-30%的收發(fā)器集成了SiPh，而且這一比例還在不斷增長(cháng)。

  除了這兩種技術(shù)，CPO是一種新的方法，它將光學(xué)器件和ASIC緊密結合在一起，旨在克服可插拔收發(fā)器所面臨的挑戰。這項技術(shù)將嚴重依賴(lài)SiPh。憑借先進(jìn)的封裝技術(shù)，特別是高性能封裝技術(shù)，CPO將增加帶寬和縮小收發(fā)器尺寸。然而，光學(xué)和硅片的高度集成，意味著(zhù)制造商將需要新的工程能力和工廠(chǎng)。如今，只有博通、英特爾、Ranovus、英偉達、Ayar Labs等少數公司具備向市場(chǎng)提供專(zhuān)有解決方案的內部能力。

  第四項技術(shù)是處理和計算能力。數據中心必須處理許多不同類(lèi)型的數據，而DPU可以提高其效率。它們可以將異構計算設備(如CPU、GPU、FPGA和加速器)和存儲資源(特別是SSD)集中在一起，直接分布在服務(wù)器上，以最大限度地提高利用率，從而降低總體擁有成本(TCO)。DPU可實(shí)現大規模計算和資源的分解和池化。對于阿里巴巴、收購了Mellanox的英偉達、英特爾和AMD等公司來(lái)說(shuō)，DPU趨勢是所有大公司的熱門(mén)話(huà)題。

  最后，但并非最不重要的是，隨著(zhù)通過(guò)小芯片方法實(shí)現異構集成，數據中心內不斷發(fā)展的設備封裝也是另一項關(guān)鍵技術(shù)。芯片將模塊化設計引入半導體制造和封裝。把這種創(chuàng )新想象成從概念上把芯片的硅變成服務(wù)器的“主板”。為了實(shí)現數據中心所需的三個(gè)數量級的性能飛躍，這種進(jìn)化是必要的。