“AI时代最具潜力技术路线”,CPO之后,LPO又来了

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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。


AI时代最具潜力技术路线:探寻LPO的创新契机

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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AI时代已经进入高速发展期,万物互联、人工智能和大数据技术的快速发展已经改变了各行业的生产和经营方式。在人工智能领域,CPO技术是当前AI最流行的应用之一。然而,随着数据挖掘新技术的出现,LPO技术作为一个新的AI技术应用,将会带来更加广泛的应用和生产效益。
第一段:CPO技术的应用现状
CPO即Customized Production Optimization的缩写,中文叫定制化生产优化。目前,CPO在快消、饮料、电子等行业已经得到了大面积应用,带来了显著的效果。其主要优点在于可以为各个环节提供优化方案,从而提高生产效率,降低成本。而CPO的核心是基于大数据的精细化运营,可以通过数据分析、算法优化等手段让生产流程更加合理、可控、高效,进而实现生产效益最大化。
第二段:LPO的优势与应用前景
LPO,全称为Localization Production Optimization,即局部化生产优化。LPO技术对CPO进行了升级扩展,它在CPO的基础上加入了中文语音识别、自然语言处理等AI技术,进一步提高了生产流程的智能化水平,充分利用了本地化语言和文化等上下文信息。同时,LPO技术更加注重生产过程中员工的操作体验、工具的易用性,可以更好地适应不同的本地化生产环境。
LPO最重要的应用前景是在本地化生产中起到了不可替代的作用。在咖啡店、餐饮店、快消品等行业,LPO可以根据各地的不同口味、气候条件、文化背景等因素,将生产方案优化成更适合当地的产品,进而提升产品质量和口碑。在电子、汽车等大型制造行业,LPO也可以通过深入了解本地特色和使用情况,提供更加贴合当地的生产流程和设计方案。
第三段:LPO的创新契机与未来展望
当前,LPO技术刚刚在国内外市场崭露头角,但它的创新性和应用前景必定为人工智能技术的突破提供了新的契机。在未来,随着我国加快AI应用的步伐和技术创新,LPO将更加融入各种生产环境,带来更为优质、智能的生产流程和产品体验。
虽然LPO技术还在发展初期,但是我们可以看到它已经表现出了比CPO更为智能、优质的特点。因此,未来的发展中,LPO或许将成为一种具有很大发展潜力的人工智能技术。最后,期待LPO技术的普及和创新,为各行业的进一步智能化进程作出贡献。