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

  ICC訊（編譯：Nina）數(shù)據(jù)中心必須支持我們社會產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的驚人增長。社交網(wǎng)絡(luò)、商務(wù)會議、超高清視頻流(UHD)、電子商務(wù)和游戲應(yīng)用為移動帶寬需求創(chuàng)造了新的需求，并將繼續(xù)推動增長。因此，數(shù)據(jù)中心必須表現(xiàn)出彈性、效率、低延遲，并遵守政府的限制。在這種程度上，數(shù)據(jù)中心的去中心化和分解已經(jīng)進(jìn)行了很多年，但現(xiàn)階段更為突出。有許多技術(shù)增強(qiáng)了數(shù)據(jù)中心的功能。然而，其中一些驅(qū)動了幾乎所有創(chuàng)新，即光收發(fā)器、硅光子學(xué)、共封裝光學(xué)(CPO)、數(shù)據(jù)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(xiàn)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(shù)據(jù)速率。然而，從長遠(yuǎn)來看，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，用于開發(fā)未來的收發(fā)器，并實(shí)現(xiàn)支持未來應(yīng)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。

  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(jié)合在一起，旨在克服可插拔收發(fā)器所面臨的挑戰(zhàn)。這項(xiàng)技術(shù)將嚴(yán)重依賴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，意味著制造商將需要新的工程能力和工廠。如今，只有博通、英特爾、Ranovus、英偉達(dá)、Ayar Labs等少數(shù)公司具備向市場提供專有解決方案的內(nèi)部能力。

  第四項(xiàng)技術(shù)是處理和計(jì)算能力。數(shù)據(jù)中心必須處理許多不同類型的數(shù)據(jù)，而DPU可以提高其效率。它們可以將異構(gòu)計(jì)算設(shè)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(xiàn)大規(guī)模計(jì)算和資源的分解和池化。對于阿里巴巴、收購了Mellanox的英偉達(dá)、英特爾和AMD等公司來說，DPU趨勢是所有大公司的熱門話題。

  最后，但并非最不重要的是，隨著通過小芯片方法實(shí)現(xiàn)異構(gòu)集成，數(shù)據(jù)中心內(nèi)不斷發(fā)展的設(shè)備封裝也是另一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。芯片將模塊化設(shè)計(jì)引入半導(dǎo)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(xiàn)數(shù)據(jù)中心所需的三個數(shù)量級的性能飛躍，這種進(jìn)化是必要的。