想象互联网是巨大的

高速公路系统,

每一秒都有数万亿条数据

在其中飞驰。

但随着生成式AI的发展,

这些“关键路段”开始拥堵

……

拖慢数据传输速度,还带来更高的能耗和成本——这正是今天数据中心面临的核心挑战。

CPO开启全新数字时代

CPOCo-Packaged Optics,光电共封装)释放数据流动潜能,推动AI发展,开启全新的数字时代。

Mike O'Day

康宁高级副总裁

光通信集团总经理

生成式AI需要在数据中心内部构建一个类似神经网络的架构,而CPO是让这一网络变得更智能的一种方式,AI的快速发展正在大幅提高对更快、更高效技术的需求,而康宁已经准备好迎接这一挑战。”

重新思考数据在芯片之间如何流动,将彻底改变数据中心的性能、成本和可持续性。

什么是CPO?

从本质上说,CPO是一种在服务器内部用高速光纤连接取代传统铜缆连接的技术。

 

CPO改变了这一切。

CPO通过让光纤进一步“深入”服务器内部,在某些情况下,甚至延伸到芯片内部。这样一来,光信号不必在服务器面板上转为电信号,数据在接近GPU或交换机之前始终保持为光信号。

该示意图展示了CPO在数据中心交换系统中的工作方式:

 

数据通过右侧的外部连接器进入系统,光纤将数据送入光子集成电路(PIC),在这里光信号被转换为电信号。位于中央的交换芯片读取数据包地址信息,并将数据转发至另一个PICPIC把电信号再次转换为光信号,并最终经由外部连接器输出。

类似的架构同样适用于AI服务器,PIC可直接与图形处理器(GPU)相连。

Claudio Mazzali

康宁全球研发副总裁

通过将光纤直接与芯片共封装,我们可以显著降低功耗、提升数据速率,并释放芯片内部宝贵的空间,这项技术对于AI和云计算的未来至关重要。”

 

CPO有哪些优势?

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康宁在做什么?

康宁始终在光电共封装领域不断创新。凭借在玻璃与光学技术领域数十年的深厚积累,康宁具备应对CPO挑战的独特优势。

康宁的CPO FlexConnect™ 光纤是一款专为短距离应用场景优化的单模玻璃光纤,具备高度抗弯特性,是连接务器外部光纤与芯片的理想数据通道。

FlexConnect只是康宁GlassWorks AI™ 解决方案组合中的一部分。GlassWorks AI™为数据中心内外的AI网络提供一站式解决方案。

随着芯片设计越来越复杂,所需的封装层数也越来越多,

这种结构被称为3D芯片封装。

用玻璃作芯片基板

除了在光纤基础设施和光连接领域的优势地位,康宁还将其玻璃技术拓展至半导体封装领域,推出了玻璃芯基板(Glass Core)项目。

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什么是玻璃芯基板?是一种以玻璃为基板的芯片封装技术,其内部的玻璃通孔(TGV),让电子在多层芯片结构间自由穿行。相较于传统的有机基板,玻璃芯基板能够实现更大尺寸的封装和更高的互连密度。

为什么选择玻璃芯基板?新一代人工智能和高性能计算系统采用多芯片架构,在运行过程中会产生大量热量。传统有机材料在这样严苛的热量挑战下,易发生基板翘曲,进而限制了互连密度。相比之下,玻璃芯基板具备更高的热机械稳定性,其热膨胀系数可调,有效减少芯片翘曲问题。

 

将玻璃作为芯片基板,不仅有助于改善功耗和信号完整性,也能帮助解决基于芯粒(chiplet)架构设计面临的关键扩展难题。

康宁的熔融下拉制程使玻璃芯基板拥有卓越的尺寸稳定性、表面平整度和厚度一致性。同时,康宁科研团队也在持续开发适用于玻璃通孔成型与金属化性能的全新玻璃配方。

展望未来

未来这两项技术有望实现深度融合:在玻璃芯基板上,电信号的布线层与光信号的波导通道在同一平台无缝协同。

在这一趋势下,康宁能够将其在玻璃科学与光连接领域的优势结合起来,推动下一代数据中心架构的发展。

CPO这个词或许不是家喻户晓,但它却是一项可能会深刻改变数字世界运作方式的技术。

“当康宁持续推动这一变革时,我们不仅是在创新,”O'Day 表示,“更是在助力塑造一个更加互联、更加可持续的未来。

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作者 808, ab