800G光模块普及路上，集成VCSEL驱动的光DSP助力

电子发烧友网报道（文/黄晶晶）数据中心互连从200G走向400G、800G，高集成低成本的方案正在推动更高阶光模块的规模化。近日，Credo公司推出VCSEL驱动器和400G/800G DSP集成芯片的方案，助力数据中心等应用的数据传输。以高速低功耗SerDes为核心技术的Credo，提供的产品和服务包括交换机线卡PHY芯片、光芯片、AEC、Serdes IP、Serdes Chiplet等，客户分布在人工智能、各类数据中心、电信和高性能计算等各个领域。
 

集成方案好处多，适合AI大模型发展

 
Credo发布集成VCSEL驱动的Dove 800D及Dove 410D PAM4 光DSP芯片。该两款芯片为解决超大数据中心、AI后端集群以及通用计算网络日益增长的带宽需求而设计。Dove 800D是下一代低功耗、高性能2x400G/1x800G OSFP/QSFP-DD800光模块的理想选择。Dove 410D针对2x200G或1x400G QSFP112光模块进行了优化。这两款产品都集成了 VCSEL驱动。每个发送和接收通道配置专用PLL，可实现多种通道分拆模式。光电侧使用高性能DSP技术结合针对光电损伤补偿的性能增强功能，使两款产品在保持低功耗的同时实现极佳性能。
 
Credo光产品销售及市场助理副总裁Chris Collins表示，Credo是第一家用CMOS工艺将VCSEL驱动器和400G/800G DSP集成在同一芯片上的供应商。VCSEL可用于短距离光通信，DSP与VCSEL直接相连成本更低，基于VCSEL的驱动器相比EML集成驱动器解决方案更具成本效益。
 
“我们采用低功耗设计，这意味着我们在某个工艺节点上生产芯片时，竞争对手必须在一个成本更高昂的节点上才能做同样的芯片实现同样的功耗。这为我们提供了灵活性和更好的成本效益，同时也为我们的客户提供了更多样化的供应链，并缩短了供应周期。”Chris Collins说道。
 
Credo推出的界首款单片集成CMOS VCSEL驱动器的800G光DSP芯片为什么适合AI大模型？Credo销售及市场全球副总裁Michael Lampe解析，许多AI系统或者大模型系统内部需要高速且速短距离（SR）的连接，服务器之间的连接可能是10米以内、或者是30、40米。在这种场景中，大家都采用多模光缆连接。
 
他进一步表示，800G基本上是从交换机到交换机的连接，在大型AI公司将其交换机之间的连接升级到800G时，我们的Dove 800D可以带来高效的解决方案。我们也提供400G的解决方案来满足从交换机到AI服务器之间的高速连接，或者支持将800G连接分配为两个400G的连接。在中国，很多厂商还是采用的4×100G的400G解决方案，Credo可以根据客户的需求去提供最新的或者最合适的解决方案。
 

LPO和CPO欲上位，不用DSP可行吗？

 
现在业内在谈论的LPO和CPO，这类方案欲省掉DSP实现完整的光模块功能。Chris Collins认为，这些技术听起来很美好，好像能降低成本和减少功耗，但实际上从我看到的测试数据来看，很难实现LPO高可靠地工作和大批量地生产，能够在实验室里生产出几个样品和实现产业化应用之间还有很大的差距。
 
“如果各家LPO厂家没有DSP在模组里面，是没有办法去控制每个端口的眼图质量使其保持一致。此外，我们将看到LPO阵营还会有很多困难要去解决，而今天800G的光DSP已经能够工作和量产；终端用户也知道如果现在就去部署没有经过数年现场验证的产品，风险将会很高。”Chris Collins说道。
 
Credo资本市场全球副总裁陈冉表示，采用LPO会非常依赖主流的交换芯片供应商，当他们做了端到端解决方案之后，未来各个厂家在议价能力和技术支持上面都会完全依赖于他们，其实对于整个行业发展是不利的。
 
Michael Lampe也认为，无论是LPO还是CPO，都存在同样的生态问题。同时，从我们在光DSP和AEC方面的应用经验来看，要等到LPO针对环境和性能等方面开发出足够的设计余量，才有可能实现真正的大规模应用。LPO或许能存在一定的市场，但由于对应用环境的高要求而只能在非常小众的空间内存在，我们相信大部分应用场景还是会用到DSP架构。
 
 

数据中心的市场机会

 
Credo提供的Serdes Chiplet也是行业领先的解决方案。在特斯拉的Dojo D1芯片中，Credo向其授权了XSR 112G Serdes IP，这是一款超短距离的112G SerDes IP，用于Dojo D1芯片内部的链接；Credo还为特斯拉的Dojo平台提供了112G Serdes Chiplet，用于Dojo D1芯片的外部通信链路。因此，在特斯拉的每个Dojo D1芯片中，既有Credo提供的隐形Serdes IP，也有采用2.5D封装技术封装在外围的40个Credo 112G Serdes Chiplet。
 
有源电缆（Active Electric Cable，AEC）是由Credo发明和定义的。自去年以来，随着该产品在一个顶级超大规模数据中心实现大规模部署后，AEC的需求持续旺盛。Credo的AEC已经获得了其他北美顶级超大规模客户的认可，同时也得到了越来越多的Tier 2客户的认可。AEC正在成为数据中心和人工智能网络中不可替代的短距离、高速解决方案。
 
Credo销售副总裁杨学贤表示，目前，数据中心是Credo所有业务中的主导市场，这个市场需要我们的AEC电缆、光DSP和线卡PHY器件。与此同时，所有为高性能计算开发的新芯片都需要IO，我们的Chiplet、IP都有更多的机会。甚至一些人工智能公司构建一种大型架构中，他们放一颗人工智能芯片，同时需要在周围放置多个重定时器（Retimer），这也是我们的机会所在。因此，人工智能和高性能计算对Credo所有产品都有很大的利好。
 
 

800G之后的1.6T

 
从800G之后的演进路线来看，1.6T被广泛关注，1.6T即每条通道200G，8×200G就是1.6T。陈冉表示，800G从演示到量产用了4年时间，而1.6T DSP的量产供应可能要等四五年。
 
对此，Credo也有着自己的准备，并能够更加突显优势。陈冉说，我们在光DSP领域一直有领先行业的低功耗技术和N-1商业模式，这种领先使我们通常能够用12纳米工艺去做其他厂家只有用5纳米、7纳米技术才能实现的功耗和性能。而当我们使用5纳米工艺时，竞争对手通常只有使用3纳米工艺才能达到我们相同的功耗或性能指标。

我们知道采用更先进制程，意味着做一次芯片流片就需要数千万美金的投入和高昂的成本，即便是对大规模公司来说，这都是一个很大的资金挑战。因此，越是高速光模块的采用，越是业界用到先进的工艺，就更能体现Credo的技术、设计和成本优势。对Credo来说，抓住每一步发展的机会，或将推动改变整个光互联世界的格局。