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CPO 技術是什麼?帶你從頭認識光電整合的未來趨勢

日期:2025-07-08

什麼是 CPO 技術?

CPO 技術的全名是 Co-Packaged Optics,中文叫做「共同封裝光學技術」。聽起來很複雜對吧?其實概念很簡單,就像是把原本分開住的鄰居搬到同一棟房子裡,讓他們可以更快速、更有效率地溝通。

在傳統的設計中,負責運算的晶片(像是交換器晶片)和負責光電轉換的光學元件是分開封裝的,它們之間需要透過電纜連接。這就像是兩個住在不同大樓的朋友,每次要聊天都得跑很遠的路,不但耗時,還很耗體力。

而 CPO 技術則是把這兩個原本分開的元件整合在同一個封裝裡面,讓電子訊號和光訊號的轉換可以在最短的距離內完成。這樣一來,不僅傳輸速度更快,功耗也大幅降低,就像是讓兩個朋友住在隔壁房間,隨時都能快速溝通。

傳統做法:運算晶片和光學模組是分開封裝的,訊號要經過長距離傳輸和多次轉換,速度慢、耗能高、訊號容易衰減。

CPO 做法:把運算晶片和光學元件直接「封裝」在一起,訊號一處理完就能馬上轉成光訊號,直接進入光纖網路。這樣路徑最短,速度最快,損耗最低。

CPO 技術的工作原理深度解析

要理解 CPO 技術是如何運作的,我們需要先了解現代資料傳輸面臨的挑戰。在資料中心裡,各種設備之間需要進行大量的資料交換,而這些資料最終都要透過光纖網路傳輸到世界各地。

傳統的做法是,電子訊號先在交換器晶片裡處理,然後透過電纜傳輸到另一個獨立的光學模組,在那裡被轉換成光訊號,最後才進入光纖網路。這個過程中,電訊號需要經過多次轉換和傳輸,每一次轉換都會產生訊號衰減和功耗損失。

CPO 技術的巧妙之處在於,它把光電轉換的過程直接整合到交換器晶片的封裝裡面。當電訊號在晶片內部處理完畢後,可以立即在封裝內部轉換成光訊號,然後直接輸出到光纖網路,等於電子訊號在晶片內部被處理後,幾乎「零距離」就能轉換成光訊號,透過光波導直接進入光纖傳輸,這種設計大幅縮短了訊號傳輸的路徑,減少了中間的損耗。

更重要的是,CPO 技術還能支援更高的資料傳輸速度。隨著網路頻寬需求的不斷增長,傳統的電訊號傳輸已經接近物理極限,特別是在高頻率下,電訊號的衰減和干擾問題會變得非常嚴重。而光訊號則具有更好的抗干擾能力和更低的傳輸損耗,能夠支援更高的頻寬和更遠的傳輸距離。

CPO 技術在產業中的實際應用

目前,CPO 技術主要應用在需要高頻寬、低延遲的場景中。最典型的應用就是資料中心的高速網路設備,包括交換器、路由器等核心設備。這些設備需要處理大量的資料流量,對於傳輸速度和效率有著極高的要求。

在 AI 人工智慧領域,CPO 技術也扮演著重要的角色。訓練大型 AI 模型需要大量的運算資源,而這些運算資源通常分佈在多個伺服器或 GPU 叢集上。為了協調這些分散的運算資源,系統需要高速的網路連接來傳輸訓練資料和模型參數。CPO 技術能夠提供足夠的頻寬和足夠低的延遲,確保 AI 訓練的效率。

另外,在 5G 和未來 6G 的基礎設施建設中,CPO 技術也將發揮重要作用。5G 網路需要支援超高速的資料傳輸和超低延遲的應用,這對於基地台和核心網路設備的性能也提出了更高的要求,而 CPO 技術能夠幫助這些設備達到所需的性能指標。

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  • 新聞來源:INSIDE