光互连未来五年走向全光互连

对于从铜互连过渡到光互连的时间安排，存在很多分歧，但几乎所有人都同意，我们将在未来五年内转向全光互连。

光互连技术目前已在横向扩展中占据主导地位。接下来，光互连技术将通过连接包含数百至数千个XPU（人工智能计算单元）的大型机架，进入纵向扩展领域；随后，光互连技术将取代机架内部的铜缆连接。

目前，光通信领域主要以可插拔收发器为主，大多采用单波长（DR）传输，使用2根或4根光纤。若要提升可插拔收发器的性能，则需要功耗更高、速度更快的物理层接口（PHY）和/或更多光纤，这将推高成本，因为连接器的成本高于光纤。

为了在降低功耗和成本的同时提高带宽，业界共识正转向采用单根光纤多波长双向传输技术，首先使用近封装光器件（NPO），然后是共封装光器件（CPO）。虽然未来可能会出现其他替代方案，但光互连的未来发展趋势似乎是OCI-MSA。

OCI-MSA（光计算互连多源协议）是一个近期成立的行业联盟，旨在制定一个开放、可互操作的光互连规范，以支持人工智能规模化发展。创始成员包括AMD、博通、Meta、微软、英伟达和OpenAI。这些成员涵盖了GPU巨头、最大的定制AI计算设备制造商、两家超大规模数据中心运营商以及两家前沿模型公司之一。这可谓是强强联合。其中，AMD、博通、Meta和微软已在近期的行业会议上就其OCI-MSA计划进行了介绍。

OCI-MSA 的既定目标是：

• 为 AI 规模化创建一个开放、可互操作的规范，打破专有互连的限制，确保超大规模 AI 集群的无缝跨供应商兼容性。

• 为推动行业向低功耗光 SerDes 转型提供架构指导，从而实现下一代 AI 所需的延迟、带宽和能源效率。

• 为了确保可扩展的多供应商 AI 供应链，将超大规模终端用户和芯片创新者联合起来，以降低集成风险、加速开发，并确保长期大规模部署，而无需供应商锁定。

Meta公司光基础设施总监Drew Alduino、博通公司光系统事业部副总裁兼总经理Near Margalit以及AMD公司光子学高级总监Matthew Streshinsky于9月在人工智能基础设施峰会上参加了一个小组讨论。Alduino表示：“我们希望AMD的GPU能够与博通的交换机通信。我们希望我们所有的计算设备和交换机都能实现互操作。”

阿尔杜伊诺接着说道：

Meta 希望尽可能少地进行标准化，以实现互操作性，同时让每个人都能快速创新。

多波长意味着我们不再需要更快的SerDes来实现更快的光传输。

Meta希望OCI看起来像现在的以太网。

第一代OCI技术在每个方向上都有4个50Gbps的波长。第二代OCI技术正在定义中，带宽将翻倍，而第三代OCI技术的带宽将再次翻倍。

200G × 16 波长已被证明是“可行的”，其带宽是第一代的 16 倍。

正如 Near Margalit 指出的那样，对于互操作性而言，重要的是光纤上的内容。

OCI-MSA 第一代规范可在oci-msa.org上找到。

OCI 适用于封装内的可插拔器件、NPO、CPO 或中介层上的 CPO。

图 1：OCI-MSA Gen 1 每根光纤有 8 个通道，每个方向 4 个通道。来源：oci-msa.org

OCI-MSA规范共24页。该规范规定每根光纤可传输8个波长，每个方向4个。每个波长的速率为53.125Gbps（NRZ）。各波长组之间的间隔略大于2nm。参考光纤链路模型基于500m SMF-28光纤，总插入损耗为2.5dB，主要由收发器之间链路的连接器损耗引起。（经过纠错和其他信号处理后，每个波长的有效数据速率为50Gbps。）

在10月份的OCP（开放计算项目）大会上，博通公司超大规模战略与产品总监Rajiv Pancholy谈到了OCI-MSA在相同带宽下与其他方案的比较情况。（见下图2）

图 2：OCI 功率/覆盖范围与替代方案的比较。

来源：博通公司 @ OCP

如上表所示，对于 200G 的单向聚合带宽，采用 CPO 格式的 OCI 是低比特链路功耗和远距离传输的最佳组合。OCI 的传输距离与可插拔设备相当，而功耗仅为可插拔收发器的三分之一。此外，OCI 还拥有可扩展的带宽路线图。

在 2026 年 10 月举行的 PECC（光子使能云计算）大会上，AMD 解释说，未来有多种方法可以提高 OCI 带宽：

• 4 个波长 → 8、16、32…（由于 O 波段的宽度，存在一个上限）

• 50 Gbps → 100、200、400、…

• 1种极化方式 → 2种极化方式

• NRZ → PAM/QAM-n（最高 Gbps 速率可能需要更高级的信号传输）

所有这些因素结合起来，可实现超过100倍的扩展。如果OCI每1到2年翻一番，这将提供数十年的可扩展发展空间。这仅仅是每根光纤的带宽。光纤的数量也可以增加。

微软在 PECC 大会上也讨论了其 OCI 计划以及制定通用标准的必要性。

图 4：微软将在 CPO+NPO 中使用 OCI，然后在 CPO 中单独使用 OCI。来源：微软

微软首批扩展型光链路将在交换机端使用CPO，加速器端使用NPO。第二批扩展型光链路将在两端都使用CPO。

到目前为止，OCI-MSA 是唯一由多家倡导者（AMD/博通/Meta/微软）在多个会议（AI Infra/OCP/PECC）上发布和经常讨论的光学扩展标准。

2027年，我们很可能会看到首批功能齐全的第一代OCI部署方案，或许还能看到不同供应商之间的互操作性演示。如果形成“跟风”趋势，并且有多家供应商参与，OCI有望成为光互连领域的以太网，正如Drew Alduino在人工智能基础设施峰会上所设想的那样。

未来可能会出现其他标准，或者一些厂商可能会选择开发专有的光互连技术。但就目前而言，OCI-MSA 是人工智能规模化应用光高速公路的领跑者。