算力持续狂飙 英伟达GTC2025发布全球首个102T CPO硅光交换机

3/19/2025，光纤在线讯，英伟达CEO黄仁勋在GTC 2025的主题演讲中，发布了代理式 AI、机器人、加速计算等领域的未来发展。黄仁勋称，去年几乎全世界都参与到了建设人工智能（AI）数据中心的浪潮之中，“计算需求——即AI缩放定律——更具弹性，速度也正在超快地增长。”

CPO在本次GTC发布会上被重点提及，已被英伟达提升到其超算中心体系的重要位置。黄仁勋重点介绍了其基于Nvidia Photonics与众多合作伙伴开发的Spectrum-X和Quantum-X硅光CPO交换机，将预计分别于2025年下半年和2026年下半下发布。

重点包括：
 * 全球首款采用微环调制器（MRM）的1.6T硅光CPO芯片；
 * 首个采用TSMC制程的3D堆叠的光电集成EPIC硅光引擎；
 * 高功率、高效率的外置连续激光器；
 * 采用可插拔的光纤连接器；
 * 100＋专利布局，并授权给合作伙伴联合开发。

NVIDIA 的硅光生态系统伙伴包括 TSMC、Browave、Coherent、Corning Incorporated、Fabrinet、Foxconn、Lumentum、SENKO、SPIL、Sumitomo Electric Industries 和 TFC Communication。
 
“新一代 AI 工厂需要高效率和低维护成本，才能达到新一代工作负载所需的规模，”TSMC董事长兼 CEO 魏哲家表示。“TSMC 的硅光解决方案结合了我们先进的芯片工艺和 TSMC-SoIC 3D 芯片封装的优势，帮助 NVIDIA 充分发挥 AI 工厂的能力，助力 AI 工厂扩展到 100 万 GPU 甚至更多，突破 AI 的边界。”

拆解CPO 的结构来看，可以看到采用台积电COUPE工艺完成的EIC 和 PIC 的 3D 垂直封装形式； 光器件部分包括 FAU ，光学耦合封装 OSA，外置光源模组等。在115.2Tb/s Quantum-x光交换机共有2个CPO模组，每个CPO封装模组拥有Quantum-X800 ASIC、18个硅光引擎封装在6个OSA模组内。CPO模组单个直连光学组件含有3个基于Interposer中阶层的硅光引擎（合计18个光引擎）和3个小型插拔式连接器，可完成4.8Tb/s吞吐量。每个CPO硅光引擎皆采用200Gb/s微环调制器实现1.6T带宽，可节省3.5倍功耗（据介绍1.6T光模块功耗为30W，预计CPO光引擎为8.6W)。此外，在侧面，18 个光源模组使用144 个 MPO 连接器和光纤 完成连接，总带宽是 115.2 T 。

 
本次共发布了三款CPO交换机，采用液冷技术，NVIDIA Spectrum-X Photonics 交换机具有多种配置，包括 128 个 800 Gb/s 端口或 512 个 200 Gb/s 端口，总带宽可达到 100 Tb/s，以及 512 个 800 Gb/s 或 2,048 个 200 Gb/s 端口，总吞吐量可达 400 Tb/s。

NVIDIA Quantum-X Photonics 交换机提供 144 个基于 200Gb/s SerDes 的 800Gb/s InfiniBand 端口，并采用液冷设计对板载硅光器件进行高效散热。 NVIDIA Quantum-X Photonics 交换机 AI 计算网的速度是上一代产品的 2 倍，扩展性是上一代产品的 5 倍。

NVIDIA photonics 技术将推动新一代先进 AI 工厂的大规模增长，并和 Coherent、Eoptolink、Fabrinet 和 Innolight  等业界领先企业的可插拔光模块技术共同推动这一发展。