TrendForce：英偉達算力架構為Scale-Up光互連發展鋪路，預估CPO于AI數據中心滲透率將逐年提升

根據TrendForce集邦咨詢最新高速互連市場研究，NVIDIA（英偉達）下一代的AI算力柜架構顯示，未來GPU設計重心將轉向更高密度的芯片互連，以及更高速的數據傳輸，機柜內芯片互連(Scale-Up)及跨機柜的大規模互連(Scale-Out)將成為規劃數據中心的核心課題。使用銅纜的傳統電氣傳輸方案，受物理限制無法應對超大規模的數據搬運需求，光學傳輸方案因此獲得發展空間。TrendForce集邦咨詢預估，CPO（共同封裝光學）在AI數據中心光通信模塊的滲透率將逐年成長，有機會于2030年達35%。

依照NVIDIA NVLink 6的傳輸通信協定，其定義單通道400G SerDes的極速，以及單顆GPU擁有3.6 TB/s的帶寬極限。在極端的高頻傳輸速率下，銅纜方案電信號隨傳輸距離增加而衰退的情況加劇，導致可用距離被嚴格限縮在一公尺內。

然而，當芯片互連規模放大，Scale-Up串聯規模從單一機柜擴展至跨機柜(如NVIDIA八組NVL72組成之576 GPU集群)，銅纜方案將無法應付需求。此外，光學傳輸具備WDM(波分復用)技術，能利用多種波長在單一光纖內大幅提升傳輸密度，是銅纜傳輸無法企及的優勢。因此，各大云端供應商(CSP)正攜手新創公司研發各項光學傳輸方案，為將來更大的帶寬需求作準備，也替CPO技術的滲透與成長前景奠定基礎。

產業龍頭深化布局，算力基礎建設對光學技術依賴將加深

觀察NVIDIA近年在CPO與硅光技術的策略，在半導體封裝端，NVIDIA通過TSMC（臺積電）COUPE 3D封裝技術，堆棧邏輯與硅光芯片，并利用硅光芯片上的200G PAM4微環調變器(MRM)，兼顧小體積與低功耗，提升光引擎的整體帶寬密度。

NVIDIA近日也宣布分別投資Lumentum與Coherent各20億美元，并簽署多年度采購承諾，以及先進激光、光學產品的優先供貨權。此舉顯示NVIDIA開始針對Scale-Up光互連的關鍵零部件預先做戰略儲備，將深度參與激光與光學元件研發，意味未來的算力基礎設施將更依賴光學技術。

TrendForce集邦咨詢預期，基于硅光與CPO的光互連技術，將率先導入在NVIDIA Rubin 世代機柜間數據傳輸的Scale-Out，并規劃將光互連整合至未來的Scale-up互連架構中，以實現更高的帶寬密度。據TrendForce集邦咨詢估計，2026年用于AI數據中心的光通信模塊中，CPO滲透率僅約0.5%。隨著硅光與CPO封裝技術逐漸純熟，跨機柜的Scale-Up光互連數據傳輸最快將于Rubin Ultra或Feynman世代開始出現。在數據傳輸帶寬不斷提高的情況下，TrendForce集邦咨詢預估至2030年左右，硅光CPO于AI數據中心的滲透率有機會達到35%水平。同時，新型態的光互連與Optical I/O等光學技術也可能陸續出現。

來源：TrendForce集邦咨詢

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