المعرفه

ما هي -البصريات المعبأة (CPO)؟

تعد البصريات المجمعة- عبارة عن بنية محول تعمل على نقل التحويل الكهربائي-إلى-البصري بجوار سيليكون المحول. في النظام التقليدي، تجلس البصرياتوحدات بصرية قابلة للتوصيلعلى اللوحة الأمامية للمفتاح، وتنتقل الإشارات الكهربائية عدة سنتيمترات عبر اللوحة - من خلال الآثار والموصلات ورقائق الموقت في كثير من الأحيان - قبل الوصول إليها. ينهي CPO تلك المسافة: يتم تركيب المحركات الضوئية السيليكونية الضوئية على نفس الحزمة أو الركيزة مثل المحول ASIC، مما يؤدي إلى تقليص المسار الكهربائي من السنتيمترات إلى المليمترات.

هناك تشبيه فضفاض يتمثل في تثبيت المضخة مباشرة على الخزان بدلاً من تشغيل الأنابيب الطويلة المتسربة بين الاثنين. الحالة الهندسية أكثر دقة من القياس. عند 100 جيجا و200 جيجا لكل حارة كهربائية، يتطلب دفع الإشارات عبر قناة طويلة للوحة استخدام أجهزة إعادة ضبط SerDes وDSP المتعطشة للطاقة، وتزداد ميزانية الخسارة سوءًا مع كل خطوة سرعة. قام أحد الأقران-بمراجعة الاستطلاع فيحدود الإلكترونيات الضوئية (تان وآخرون، 2023) يصف CPO كطريقة لتقصير رابط SerDes بشكل كبير، مما يزيد من كثافة عرض النطاق الترددي للربط البيني وكفاءة الطاقة عند نقطة حيث لم تعد البصريات التقليدية القابلة للتوصيل قادرة على مواكبة نمو حركة مرور مركز البيانات.

تشترك معظم تصميمات CPO في نفس العناصر الأساسية: محول ASIC، والعديد من محركات الضوئيات السيليكونية المرتبة حوله، ومصادر الليزر الخارجية (عادةً ما تكون قابلة للتوصيل، لذلك يمكن تبديل الليزر الفاشل دون لمس العبوة)، ومصفوفات الألياف{0}}عالية الكثافة التي تحمل الضوء من حافة العبوة إلى اللوحة الأمامية.

لماذا تضغط مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي من أجل CPO

يلتقي ضغطان داخل مجموعات الذكاء الاصطناعي. الأول هو عرض النطاق الترددي: نسيج تدريب حديث يربط آلاف وحدات معالجة الرسوميات، كل منها يحتاج إلى 800 جيجا بايت - وقريبًا 1.6 تيرابايت - من الاتصال، وبالتالي فإن عدد الروابط الضوئية ينمو بشكل أسرع بكثير من عدد الخوادم. والثاني هو القوة. مشاريع وكالة الطاقة الدولية فيتقرير الطاقة والذكاء الاصطناعيأن استهلاك الكهرباء في مراكز البيانات العالمية سوف يتضاعف إلى حوالي 945 تيراواط ساعة بحلول عام 2030، وسيكون الذكاء الاصطناعي هو المحرك الأكبر لهذا النمو.

ولا تمثل الشبكات سوى شريحة واحدة من هذا الحمل، ولكنها شريحة سريعة النمو-. عند 51.2 تيرابت في الثانية لكل محول، تمثل الوحدات القابلة للتوصيل ووحدات معالجة الإشارات الرقمية الخاصة بها والقنوات الكهربائية الطويلة التي تغذيها حصة كبيرة من طاقة نظام التبديل، وترتفع هذه الحصة مرة أخرى عند 102.4 تيرابت في الثانية وسرعات منفذ 1.6 تيرابايت. هذه هي المشكلة المحددة لأهداف CPO - وهي جزء من النمط الأوسع الذي كتبنا عنهلماذا تعتمد أعباء عمل الذكاء الاصطناعي بشكل كبير على شبكات الألياف الضوئية؟.

CPO مقابل البصريات التقليدية القابلة للتوصيل

الطريقتان أسهل في الوزن جنبًا إلى جنب.

هناك أيضًا مسارات متوسطة. تعمل البصريات الخطية القابلة للتوصيل (LPO) على إزالة معالج الإشارة الرقمية (DSP) من الوحدة مع الحفاظ على عامل الشكل القابل للتوصيل، وتقوم البصريات القريبة من - بتحريك المحركات الضوئية بالقرب من - ولكن ليس على - حزمة المحول. العديد من المشغلين يتوقعون اليوموحدات بصرية 800 جراموLPO وCPO للتواجد معًا لسنوات، ويتم استخدام كل منها في طبقة الشبكة حيث تكون مقايضاتها- منطقية.

نشر 1.6T المُبلغ عنه: مؤكد ومُطالب به ولم يتم التحقق منه

الشيء الأكثر فائدة الذي يمكننا القيام به مع القصة المتداولة هو فرزها حسب الأدلة.

المعالم المؤكدة

• في مارس 2024، برودكومسلمت بايلي، تم وصفه بأنه أول محول إيثرنت CPO بسرعة 51.2 تيرابت في الثانية في الصناعة، حيث يقوم بإقران Tomahawk 5 ASIC مع ثمانية محركات ضوئية ضوئية من السيليكون بسرعة 6.4 تيرابت في الثانية.
• خلال عام 2025، قام صانعو الأنظمة في النظام البيئي لشركة Broadcom بنقل المحولات المستندة إلى Bailly-إلى الإنتاج بكميات كبيرة، وBroadcomتم الإعلان عن الجيل الثالث-من CPOبقدرة 200 جيجا-لكل-مسار - الجيل الذي يتيح منافذ 1.6T الأصلية.
• نفيدياأعلنت عن خطوط تبديل الضوئيات السيليكونيةفي مارس 2025، سيتم توفير CPO لكل من منصات InfiniBand وEthernet.
• تم الإعلان عن طلبات الإنتاج بكميات كبيرة لأجهزة الإرسال والاستقبال القابلة للتوصيل 1.6T في أوائل عام 2026، مما يؤكد أن عصر 1.6T قد بدأ على الجانب القابل للتوصيل أيضًا.
• كان عمل أجهزة CPO من بائعين متعددين موضوعًا مرئيًا في أرضيات عرض OFC الأخيرة - راجع ملاحظاتنا عليهاما هو الحقيقي وما هو الضجيج في OFC 2026.

الأرقام التي أبلغ عنها البائعون-(اقرأ المحاسبة)

• تشير Broadcom إلى انخفاض الطاقة بنسبة 70% تقريبًا للتوصيل البصري مقارنةً بأجهزة الإرسال والاستقبال القابلة للتوصيل. وهذا رقم على مستوى -الربط البيني، وليس مستوى المنشأة-الأول.
• أبلغ صانعو المحولات الذين يعتمدون على نظام Bailly الأساسي عن توفير-على مستوى النظام في نطاق يتراوح بين 30 إلى 40% مقارنةً بالأنظمة القابلة للتوصيل المملوءة بالكامل في معايير الأداء الخاصة بهم.
• مواد منتج NVIDIAيمكنك المطالبة بكفاءة أفضل في استهلاك الطاقة بما يصل إلى 5 أضعاف للبصريات المجمعة-المشتركة مقارنةً بأجهزة الإرسال والاستقبال القابلة للتوصيل، إلى جانب مزايا المرونة وسرعة النشر-.

لم يتم التحقق منها اعتبارًا من يونيو 2026

• الادعاء بأن مزودًا سحابيًا صينيًا أطلق أول مجموعة تجارية لـ 1.6T CPO في البلاد في أبريل 2026، بما في ذلك رقم أكثر من 5000 محول CPO في موقع واحد.
• النتائج المحددة المرفقة بهذا الادعاء: انخفاض إجمالي استهلاك الطاقة بنسبة 45%، وانخفاض تكاليف التبريد بنسبة 52%، وزيادة كثافة الخادم بنسبة 30%، وانخفاض زمن الوصول بنسبة 60%-إلى-نهاية زمن الاستجابة، وتوفير سنوي يزيد عن 200 مليون كيلووات في الساعة.
• تشير التقارير إلى أن شركات السحابة والإنترنت الصينية الأخرى ستطلق مجموعات CPO الخاصة بها في النصف الثاني من عام 2026. ولم نعثر على أي-إعلانات من الطرف الأول تدعم ذلك.

لا شيء من هذا يعني أن النشر لم يحدث - يتم أحيانًا نشر المشغلين الكبار بهدوء. وهذا يعني أنه يجب تصنيف المطالبات على أنها غير مؤكدة حتى يظهر إعلان رسمي أو ورقة فنية أو بيانات اختبار مدققة. وأي إطار "الأول في العالم" يجب أن يتعامل مع حقيقة أن أنظمة CPO يتم شحنها خارج الصين منذ عام 2024.

الطاقة والتبريد والكمون: كيفية قراءة الأرقام

ما هي "القوة" التي يتم حفظها؟

توجد ادعاءات القوة حول CPO على أربعة مستويات مختلفة، والخلط بينها هو الخطأ الأكثر شيوعًا في تغطية هذا الموضوع.

• قوة التوصيل البصري- البصريات بالإضافة إلى القناة الكهربائية التي تغذيها. هذا هو المكان الذي تنطبق فيه أرقام الفئة 70%-.
• تبديل قوة النظام- المحول بالكامل، بما في ذلك مستوى ASIC والتبريد والتحكم. حددت معايير الإنتاج المبكرة التوفير هنا بحوالي 30-40%.
• الرف وقوة التبريد- يعتمد على تصميم التبريد. يقوم CPO بتركيز الحرارة في حزمة المحولات، وتفترض معظم التصميمات التبريد السائل.
• إجمالي طاقة المنشأة- تهيمن عليها وحدات معالجة الرسومات والتخزين والتبريد. تمثل الشبكات حصة أقلية، لذلك حتى التوفير الكبير في التوصيل البيني يُترجم إلى تغيرات في النسبة المئوية -من رقم واحد على مستوى المنشأة لمعظم مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي.

ولهذا السبب فإن ادعاء مثل "CPO يخفض إجمالي طاقة مركز البيانات بنسبة 45%" يحتاج إلى أدلة غير عادية: لا يمكن لتقنية مستوى التبديل -عادةً نقل إجماليات المنشأة إلى هذا الحد من تلقاء نفسها.

كمون

ومن خلال إزالة مراحل معالج الإشارة الرقمية (DSP) ومرحلتي إعادة المؤقت، يمكن لـ CPO أن يختصر عشرات النانو ثانية لكل قفزة. عبر نسيج كبير متعدد-متعدد الطبقات، يمكن أن يكون له أهمية بالنسبة لمهام التدريب المتزامنة بإحكام. ولا يدعم المطالبة الشاملة "بنسبة 60% من الحد الأدنى-إلى-إنهاء وقت الاستجابة"، لأن وقت الاستجابة من النهاية-إلى-النهاية يهيمن عليه الحوسبة والبرامج وقائمة الانتظار بدلاً من طبقة الارتباط.

التبريد والكثافة

يمكن أن تؤدي إزالة الوحدات القابلة للتوصيل السريع من اللوحة الأمامية إلى تحسين تدفق الهواء والسماح بتكوينات أكثر كثافة، مما قد يقلل من تكلفة التبريد لكل وحدة من عرض النطاق الترددي في ظل ظروف مماثلة. إن الفائدة حقيقية ولكنها تعتمد على التكوين-، وهي تأتي مرفقة بمتطلبات جديدة: إدارة حزمة محولات أكثر سخونة وكثافة، عادةً مع التبريد السائل.

الجدول الزمني للتسويق واللاعبين الرئيسيين

يبدو القوس الذي يمكن التحقق منه هكذا. تم تنفيذ البرامج والمعايير البحثية، بما في ذلك إطار عمل التعبئة المشتركة للمنظمة الدولية للفرانكفونية-، خلال أوائل عام 2020. قامت Broadcom بشحن Bailly للعملاء في مارس 2024 وعرضتها علنًا في OFC في ذلك العام. في عام 2025، دخلت الأنظمة المستندة إلى Bailly-الإنتاج بكميات كبيرة، وأعلنت NVIDIA عن خطوط تبديل الضوئيات الخاصة بها، وقامت Broadcom بتفصيل 200G-لكل-خط ثالث-من CPO من الجيل يستهدف منافذ 1.6T. في عام 2026، بدأت أنظمة Quantum-X InfiniBand Photonics من NVIDIA في الوصول، ومن المقرر إطلاق Spectrum-X Ethernet Photonics في النصف الثاني من العام، في حين قام موردو المكونات بتوسيع سعة مصفوفات الليزر والألياف- تحسبًا للحجم الحقيقي.

ويتحرك النظام البيئي الصيني أيضًا: فقد أظهر بائعو المحولات المحليون نماذج أولية لـ CPO، وقام صانعو المكونات بتزويد وحدات مصفوفة الألياف والتجميعات الضوئية عالية الكثافة-في برامج CPO العالمية، ويقوم المشغلون بتقييم البنية. ما لا يزال مفقودًا، وفقًا للأدلة العامة، هو وجود مجموعة تجارية كبيرة-مؤكدة من النوع الذي تصفه القصة المتداولة.

هناك فارق بسيط آخر مهم بالنسبة للمشترين: يصل CPO أولاً على نطاق واسع-للنسيج الخارجي - طبقات المحول التي تربط الخوادم والحجيرات - في حين أن الروابط ذات النطاق القصير جدًا-غالبًا ما تظل داخل الحامل نحاسية في الوقت الحالي. إن فوز كل وسيلة هو مسألة مدى الوصول والقوة والتكلفة، وهي الأمور التي نسير فيهاالنحاس مقابل الألياف في مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي.

الأجزاء الصعبة: الموثوقية وإمكانية الخدمة والتكلفة وسلسلة التوريد

المقالات التي تسرد فقط فوائد CPO تتجاهل الأسباب التي جعلت التبني متعمدًا وليس فوريًا.

• موثوقية الليزر.يعد الليزر من بين المكونات البصرية الأقل موثوقية، ولهذا السبب فإن معظم تصميمات CPO تحتفظ بها في مصادر ليزر خارجية قابلة للتوصيل وليس داخل العبوة.
• الخدمة الميدانية.يتم تبديل التوصيل الفاشل في دقائق؛ المحرك البصري المتدهور في حزمة CPO غير قابل للإصلاح-. يحتاج المشغلون إلى التخطيط للتكرار، واستراتيجيات الاقتصاد، والثقة في معدلات الفشل-على المدى الطويل قبل الالتزام بالأنسجة بأكملها.
• العائد وإعادة صياغة الاقتصاد.تجمع التعبئة والتغليف المشترك بين محول ASIC باهظ الثمن ومحركات بصرية متعددة، لذا فإن وجود خلل في أحد المحركات يعرض المجموعة بأكملها للخطر. يؤدي اختبار القوالب-الجيد-ونتائج التعبئة والتغليف المعروفة إلى دفع منحنى التكلفة.
• توصيل الألياف وكثافة الكابلات.ينهي كل محول CPO آلاف الألياف، مما يدفع وحدات مصفوفة الألياف الدقيقة والكابلات الهيكلية عالية الكثافة- إلى المقدمة - وهو نفس الضغط المرئي بالفعل فيكابلات MPO لمجموعات الذكاء الاصطناعي من فئة 800G-.
• التقييس والمصادر الثانية.الوحدات القابلة للتوصيل قابلة للتبديل بين البائعين؛ CPO حاليا ليس كذلك. يظل المشترون حذرين من -قفل المورد الفردي-حتى تنضج إمكانية التشغيل التفاعلي.

لهذه الأسباب، تصف معظم التوقعات - بما في ذلك التوقعات الصعودية - زيادة CPO جنبًا إلى جنب مع المكونات القابلة للتوصيل وLPO حتى أواخر عام 2020، بدءًا من أنسجة الذكاء الاصطناعي الأكثر كثافة بدلاً من إزاحة البصريات القابلة للتوصيل تمامًا.

الخط السفلي

لقد تجاوزت العناصر البصرية المجمعة-مرحلة البرامج المنزلقة: حيث يتم شحن المنتجات، ويتم تشكيل النظام البيئي، ويتم توثيق العوامل الفيزيائية الكامنة وراء ميزة الطاقة الخاصة بها بشكل جيد في العمل الذي راجعه النظراء-وإفصاحات البائعين. ستكون المجموعة التجارية-التي تم التحقق منها وواسعة النطاق بقدرة 1.6T CPO في الصين علامة بارزة - ولكن اعتبارًا من يونيو 2026، تفتقر المطالبات المحددة المتداولة إلى مصادر الطرف الأول-، كما أن أرقامها الرئيسية تطمس الخط الفاصل بين طاقة التوصيل البيني وإجمالي طاقة المنشأة. وإلى أن تظهر الوثائق الرسمية، تعامل معها كتوقعات. ومع ذلك، فإن اتجاه السفر ليس موضع شك: مسارات كهربائية أقصر، ومزيد من الألياف، والبصريات تتحرك بثبات بالقرب من السيليكون.

ملاحظة تحريرية: أرقام البائعين المذكورة أعلاه تأتي من الإعلانات العامة المرتبطة ووثائق المنتج. المطالبات التي تحمل علامة "لم يتم التحقق منها" لم يكن لها مصدر للطرف الأول-يمكننا تحديده في وقت النشر؛ سيتم تحديث هذه المقالة في حالة ظهور الوثائق الرسمية.