基于cpo逻辑,市场此前走出了包括剑桥科技、中际旭创、联特科技等大牛股。
而据国盛证券最新研报,其又挖掘出了一个新光通信细分lpo,其认为800g lpo是ai时代最具潜力的技术路线。
什么是lpo? 据国盛证券研报,lpo(线性驱动可插拨光模块),主要运用于高速光模块领域,就是通过线性直驱技术替换传统的dsp,实现系统降功耗、降延迟的优势,但系统误码率和传输距离有所牺牲,该技术适用于数据中心等短距离传输场景。
lpo是光模块的封装形式,是可插拔模块向下演进的技术路线,主要用来实现降功耗;cpo也是演进的路线,但不是在可插拔光模块架构下,而是将光模块移到靠近交换机芯片,做到交换机设备里面。
其表示,lpo技术具有以下几个优点:
1)低功耗。lpo功耗相较可插拔光模块下降50%,与cpo接近。如下图显示采用linear-drive方案后,硅光、vcsel、薄膜铌酸锂功耗均下降50%左右。
根据macom的数据,具有dsp功能的800g多模光模块的功耗可超过13w,而利用macom pure drive技术的800g多模光模块功耗低于4w,下降70%。低功耗不仅节省电能,而且能够减少模块内组件的发热。
2)低延迟。去掉dsp芯片后,系统减少了对信号复原的时间,延迟大幅降低。dsp/重定时功能增加了延迟,以macom pure drive技术为例,因采用信号串行方案,lpo光模块可以做到皮秒级别的延迟时间。
3)低成本。dsp价格较高,400g光模块中,dsp的bom成本约占20-40%;lpo的driver和tia里集成了eq功能,成本会较dsp上浮少许,但lpo方案还是可以将光模块成本下降许多。
4)可热插拔。相比于cpo,lpo没有显著改变光模块的封装形式,采用可插拔模块,便于维护,并且可以充分利用现有的成熟技术。
国盛证券指出,半导体厂商macom已发布lpo解决方案macom pure drive,与标准的dsp架构相比具有以下优势:1)将光互连功耗降低50%以上;2)最小化链路延迟,对机器学习和人工智能应用至关重要;3)消除了成本高昂且冗余的信号重定时模块;4)解决了独立的dsp芯片发热的问题;5)简化了模块实现,具有更大的灵活性;6)减少占地面积以满足空间受限的设计要求;7)可扩展至1.6t速率。
ai算力需求爆发带动800g光模块放量 国盛证券指出,随着ai技术的发展,大模型、大数据、大算力日益成为aigc应用的核心制约。大模型和数据集是aigc发展的软件基础,而算力是最为重要的基础设施。ai以并行计算为主,核心处理器主要为gpu,但除了gpu性能外,通信因素也会成为制约超算的短板,只要有一条链路出现网络阻塞,就会产生数据延迟。
因此,ai服务器对于底层数据传输速率和延时要求非常苛刻,需要高速率的光模块匹配,因此ai服务器对800g光模块的需求很大。
以英伟达dgx h100服务器为例,h100+nvlink network+ib架构中,一个服务器对应5+4+4+5个连接外部的4xnvlink通道,即18个800g光口,36个800g,即一张h100在该架构下,用于显存互联的部分就需要4.5个800g光模块。
国盛证券表示,以上背景下,lpo技术是800g时代最具潜力的方案。随着dsp芯片由7nm制程向5nm制程演进,dsp芯片的设计、制造成本也水涨船高。而lpo方案在光模块中去掉dsp芯片,能够大幅降低功耗和延时,并具有成本优势,而其系统误码率和传输距离较短的缺陷,在ai计算中心短距离应用场景下也得到弥补。因此,lpo方案能够高度契合ai计算中心短距离、大带宽、低功耗、低延时的需求。
行业有望2024年底量产 国盛证券表示,lpo作为一种新技术,预计2024年年底量产,lightcounting也预计业内将在2024年底首次部署lpo光模块。
目前新易盛、剑桥科技等已发布相关产品,中际旭创已有技术储备和产品开发,海信宽带推出800g线性互联光缆。高线性度的tia、driver芯片作为lpo技术的核心零部件,目前有macom、semtech、美信等主要供应商,博通也在推进相关产品研发。目前剑桥科技与macom深入合作,且正在向微软供货高速光模块。
国盛证券认为,北美云厂商正在积极扩充算力资源,未来微软、meta、aws、谷歌都有可能逐步接受lpo方案。
其同时指出,值得注意的是,lpo方案需要和交换机进行配合,对光模块厂商在产业内上下游合作协同要求更高,龙头公司如中际旭创、新易盛将更加具备优势。
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以上就是“ai时代最具潜力技术路线”,cpo之后,lpo又来了的详细内容。
