800G光模塊普及路上，集成VCSEL驅(qū)動的光DSP助力

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/黃晶晶）數(shù)據(jù)中心互連從200G走向400G、800G，高集成低成本的方案正在推動更高階光模塊的規(guī)?；?。近日，Credo公司推出VCSEL驅(qū)動器和400G/800G DSP集成芯片的方案，助力數(shù)據(jù)中心等應用的數(shù)據(jù)傳輸。以高速低功耗SerDes為核心技術的Credo，提供的產(chǎn)品和服務包括交換機線卡PHY芯片、光芯片、AEC、Serdes IP、Serdes Chiplet等，客戶分布在人工智能、各類數(shù)據(jù)中心、電信和高性能計算等各個領域。

集成方案好處多，適合AI大模型發(fā)展

Credo發(fā)布集成VCSEL驅(qū)動的Dove 800D及Dove 410D PAM4 光DSP芯片。該兩款芯片為解決超大數(shù)據(jù)中心、AI后端集群以及通用計算網(wǎng)絡日益增長的帶寬需求而設計。Dove 800D是下一代低功耗、高性能2x400G/1x800G OSFP/QSFP-DD800光模塊的理想選擇。Dove 410D針對2x200G或1x400G QSFP112光模塊進行了優(yōu)化。這兩款產(chǎn)品都集成了 VCSEL驅(qū)動。每個發(fā)送和接收通道配置專用PLL，可實現(xiàn)多種通道分拆模式。光電側使用高性能DSP技術結合針對光電損傷補償?shù)男阅茉鰪姽δ?，使兩款產(chǎn)品在保持低功耗的同時實現(xiàn)極佳性能。

Credo光產(chǎn)品銷售及市場助理副總裁Chris Collins表示，Credo是第一家用CMOS工藝將VCSEL驅(qū)動器和400G/800G DSP集成在同一芯片上的供應商。VCSEL可用于短距離光通信，DSP與VCSEL直接相連成本更低，基于VCSEL的驅(qū)動器相比EML集成驅(qū)動器解決方案更具成本效益。

“我們采用低功耗設計，這意味著我們在某個工藝節(jié)點上生產(chǎn)芯片時，競爭對手必須在一個成本更高昂的節(jié)點上才能做同樣的芯片實現(xiàn)同樣的功耗。這為我們提供了靈活性和更好的成本效益，同時也為我們的客戶提供了更多樣化的供應鏈，并縮短了供應周期。”Chris Collins說道。

Credo推出的界首款單片集成CMOS VCSEL驅(qū)動器的800G光DSP芯片為什么適合AI大模型？Credo銷售及市場全球副總裁Michael Lampe解析，許多AI系統(tǒng)或者大模型系統(tǒng)內(nèi)部需要高速且速短距離（SR）的連接，服務器之間的連接可能是10米以內(nèi)、或者是30、40米。在這種場景中，大家都采用多模光纜連接。

他進一步表示，800G基本上是從交換機到交換機的連接，在大型AI公司將其交換機之間的連接升級到800G時，我們的Dove 800D可以帶來高效的解決方案。我們也提供400G的解決方案來滿足從交換機到AI服務器之間的高速連接，或者支持將800G連接分配為兩個400G的連接。在中國，很多廠商還是采用的4×100G的400G解決方案，Credo可以根據(jù)客戶的需求去提供最新的或者最合適的解決方案。

LPO和CPO欲上位，不用DSP可行嗎？

現(xiàn)在業(yè)內(nèi)在談論的LPO和CPO，這類方案欲省掉DSP實現(xiàn)完整的光模塊功能。Chris Collins認為，這些技術聽起來很美好，好像能降低成本和減少功耗，但實際上從我看到的測試數(shù)據(jù)來看，很難實現(xiàn)LPO高可靠地工作和大批量地生產(chǎn)，能夠在實驗室里生產(chǎn)出幾個樣品和實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應用之間還有很大的差距。

“如果各家LPO廠家沒有DSP在模組里面，是沒有辦法去控制每個端口的眼圖質(zhì)量使其保持一致。此外，我們將看到LPO陣營還會有很多困難要去解決，而今天800G的光DSP已經(jīng)能夠工作和量產(chǎn)；終端用戶也知道如果現(xiàn)在就去部署沒有經(jīng)過數(shù)年現(xiàn)場驗證的產(chǎn)品，風險將會很高?！盋hris Collins說道。

Credo資本市場全球副總裁陳冉表示，采用LPO會非常依賴主流的交換芯片供應商，當他們做了端到端解決方案之后，未來各個廠家在議價能力和技術支持上面都會完全依賴于他們，其實對于整個行業(yè)發(fā)展是不利的。

Michael Lampe也認為，無論是LPO還是CPO，都存在同樣的生態(tài)問題。同時，從我們在光DSP和AEC方面的應用經(jīng)驗來看，要等到LPO針對環(huán)境和性能等方面開發(fā)出足夠的設計余量，才有可能實現(xiàn)真正的大規(guī)模應用。LPO或許能存在一定的市場，但由于對應用環(huán)境的高要求而只能在非常小眾的空間內(nèi)存在，我們相信大部分應用場景還是會用到DSP架構。

數(shù)據(jù)中心的市場機會

Credo提供的Serdes Chiplet也是行業(yè)領先的解決方案。在特斯拉的Dojo D1芯片中，Credo向其授權了XSR 112G Serdes IP，這是一款超短距離的112G SerDes IP，用于Dojo D1芯片內(nèi)部的鏈接；Credo還為特斯拉的Dojo平臺提供了112G Serdes Chiplet，用于Dojo D1芯片的外部通信鏈路。因此，在特斯拉的每個Dojo D1芯片中，既有Credo提供的隱形Serdes IP，也有采用2.5D封裝技術封裝在外圍的40個Credo112G Serdes Chiplet。

有源電纜（Active Electric Cable，AEC）是由Credo發(fā)明和定義的。自去年以來，隨著該產(chǎn)品在一個頂級超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)大規(guī)模部署后，AEC的需求持續(xù)旺盛。Credo的AEC已經(jīng)獲得了其他北美頂級超大規(guī)?？蛻舻恼J可，同時也得到了越來越多的Tier 2客戶的認可。AEC正在成為數(shù)據(jù)中心和人工智能網(wǎng)絡中不可替代的短距離、高速解決方案。

Credo銷售副總裁楊學賢表示，目前，數(shù)據(jù)中心是Credo所有業(yè)務中的主導市場，這個市場需要我們的AEC電纜、光DSP和線卡PHY器件。與此同時，所有為高性能計算開發(fā)的新芯片都需要IO，我們的Chiplet、IP都有更多的機會。甚至一些人工智能公司構建一種大型架構中，他們放一顆人工智能芯片，同時需要在周圍放置多個重定時器（Retimer），這也是我們的機會所在。因此，人工智能和高性能計算對Credo所有產(chǎn)品都有很大的利好。

800G之后的1.6T

從800G之后的演進路線來看，1.6T被廣泛關注，1.6T即每條通道200G，8×200G就是1.6T。陳冉表示，800G從演示到量產(chǎn)用了4年時間，而1.6T DSP的量產(chǎn)供應可能要等四五年。

對此，Credo也有著自己的準備，并能夠更加突顯優(yōu)勢。陳冉說，我們在光DSP領域一直有領先行業(yè)的低功耗技術和N-1商業(yè)模式，這種領先使我們通常能夠用12納米工藝去做其他廠家只有用5納米、7納米技術才能實現(xiàn)的功耗和性能。而當我們使用5納米工藝時，競爭對手通常只有使用3納米工藝才能達到我們相同的功耗或性能指標。

我們知道采用更先進制程，意味著做一次芯片流片就需要數(shù)千萬美金的投入和高昂的成本，即便是對大規(guī)模公司來說，這都是一個很大的資金挑戰(zhàn)。因此，越是高速光模塊的采用，越是業(yè)界用到先進的工藝，就更能體現(xiàn)Credo的技術、設計和成本優(yōu)勢。對Credo來說，抓住每一步發(fā)展的機會，或?qū)⑼苿痈淖冋麄€光互聯(lián)世界的格局。