人工智能市場(chǎng)的火爆正推動(dòng)高速互連技術(shù)不斷革新，一文細(xì)看224G技術(shù)下連接器大廠產(chǎn)品研發(fā)風(fēng)向。

人工智能的蓬勃發(fā)展，宛如一場(chǎng)數(shù)據(jù)風(fēng)暴席卷而來(lái)，對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)摹案咚俟贰薄?24G技術(shù)需求迫切。

AI領(lǐng)域持續(xù)爆發(fā)圖/包圖網(wǎng)

AI大模型訓(xùn)練中，模型達(dá)到一定規(guī)模會(huì)出現(xiàn)“涌現(xiàn)”現(xiàn)象，促使性能突變、指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，催生眾多AI大模型，而這背后依賴大集群算力基礎(chǔ)。

AI模型訓(xùn)練涉及海量的圖像、語(yǔ)音、文本等數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量級(jí)與速率不斷攀升，朝著800G、1.6T邁進(jìn)，速率加速?zèng)_向224G。這一趨勢(shì)表明，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)已難以滿足 AI 發(fā)展的需求，高速互連技術(shù)的革新迫在眉睫。

01 | 智算場(chǎng)景下，224G技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生

隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)據(jù)中心需要處理和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量呈爆炸式增長(zhǎng)。

據(jù)行業(yè)研究數(shù)據(jù)顯示，近年來(lái)，全球數(shù)據(jù)中心每年處理的數(shù)據(jù)量以超過(guò) 30% 的復(fù)合增長(zhǎng)率不斷攀升。

以大型互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心為例，內(nèi)部機(jī)器對(duì)機(jī)器通信的增加，導(dǎo)致70%的互聯(lián)網(wǎng)流量幾乎都發(fā)生在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部。這種流量的高度集中意味著數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸壓力巨大，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率和技術(shù)架構(gòu)已難以應(yīng)對(duì)如此龐大的數(shù)據(jù)交互需求。

與此同時(shí)，半導(dǎo)體工藝的持續(xù)進(jìn)步使得芯片的集成度和性能達(dá)到了前所未有的高度。隨著芯片性能的提升，處理器、內(nèi)存、存儲(chǔ)等硬件設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交互需求也變得越來(lái)越大。這些硬件設(shè)備之間需要高速、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)通道來(lái)實(shí)現(xiàn)協(xié)同工作，否則，即使芯片本身性能強(qiáng)大，也無(wú)法充分發(fā)揮其作用。

在此情況下，224G技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

224G技術(shù)，即基于先進(jìn)調(diào)制技術(shù)(如PAM4-脈沖幅度調(diào)制4電平)的高速數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。224G技術(shù)不僅能夠支持新型數(shù)據(jù)中心海量數(shù)據(jù)的高效處理和快速傳輸，還能更好地滿足芯片間、設(shè)備間高速互連的需求，為構(gòu)建更強(qiáng)大、更高效的計(jì)算系統(tǒng)提供了支持。

而AI硬件不斷升級(jí)下，224G技術(shù)新架構(gòu)亟待適配，需要連接器、線纜等硬件設(shè)備來(lái)確保信號(hào)的準(zhǔn)確、穩(wěn)定、高頻傳輸。

02 | 224G技術(shù)下的高速互連需求

在當(dāng)今數(shù)字化浪潮的席卷之下，智算場(chǎng)景已然成為科技創(chuàng)新的前沿陣地，人工智能技術(shù)的持續(xù)進(jìn)階正深刻重塑著高速互連領(lǐng)域的格局。

正如中興通訊的信號(hào)完整性資深專家杜正中在第四屆高速互連技術(shù)大會(huì)上談到，智算場(chǎng)景下持續(xù)發(fā)展的人工智能技術(shù)，對(duì)高速連接器的需求日益增長(zhǎng)，特別是在224G以及448G的行業(yè)中，市場(chǎng)對(duì)關(guān)鍵技術(shù)的需求顯著。

當(dāng)前，大模型AI訓(xùn)練集群NPU算力規(guī)模已達(dá)上萬(wàn)卡甚至10萬(wàn)卡，算力成為人工智能發(fā)展的關(guān)鍵要素，行業(yè)正加速向100萬(wàn)卡規(guī)模部署。

而隨著模型參數(shù)增長(zhǎng)，高速互聯(lián)架構(gòu)改變使得單機(jī)位互聯(lián)密度提升，GPU單芯片功耗就接近1千瓦，傳統(tǒng)風(fēng)冷難以滿足需求，散熱方式向液冷轉(zhuǎn)變。

芯片級(jí)互聯(lián)的變化涉及到信號(hào)格式、協(xié)議以及封裝面積的增加，這些都對(duì)封裝的先進(jìn)性和可靠性有影響;在板級(jí)互聯(lián)方面，隨著速率的提高，對(duì)PCB板材和連接器的性能要求也在增加。

面對(duì)224GbpsPAM4架構(gòu)拋出的棘手難題，全球業(yè)界大廠紛紛亮劍，積極布局搶占先機(jī)。諸如泰科、安費(fèi)諾、砷泰等國(guó)際一線連接器大廠接連推出先進(jìn)的光模塊、224G高速線纜等高速互連產(chǎn)品組合解決方案。

Samtec224Gbps電纜解決方案圖/砷泰官方

而在國(guó)內(nèi)高通量以太網(wǎng)的不斷發(fā)展下，本土連接器頭部企業(yè)立訊精密、四川華豐、金信諾等與國(guó)外廠商開(kāi)啟新一輪的224G高速互連市場(chǎng)份額爭(zhēng)奪戰(zhàn)。

立訊精密作為國(guó)內(nèi)連接器行業(yè)毫無(wú)爭(zhēng)議的龍頭企業(yè)，其112G產(chǎn)品已在市場(chǎng)上實(shí)現(xiàn)了規(guī)模化量產(chǎn)，224G高速互連產(chǎn)品組合也正在進(jìn)行一定范圍的使用，并開(kāi)始著手研發(fā)448G高速互連解決方案。

金信諾同樣在在服務(wù)器和交換機(jī)領(lǐng)域表現(xiàn)不俗，并攻堅(jiān)1.6T224Gb/s產(chǎn)品研發(fā)。此外，前段時(shí)間金信諾還擬募集資金2.23億元用于高速率線纜、連接器及組件生產(chǎn)項(xiàng)目，不斷加碼數(shù)據(jù)中心高速互連產(chǎn)品布局。

03 | 產(chǎn)品解讀，光模塊與高速銅纜前景廣闊

l 莫仕224Gbps-PAM4解決方案

莫仕224Gbps-PAM4解決方案是行業(yè)首個(gè)芯片到芯片的同類產(chǎn)品組合，224G解決方案涵蓋下一代電纜、背板、板對(duì)板連接器及近ASIC連接器到電纜解決方案。

架構(gòu)中的莫仕224G產(chǎn)品組合圖/莫仕官網(wǎng)

莫仕高速連接器信號(hào)完整性專家鄧倩向《國(guó)際線纜與連接》介紹道，莫仕224G解決方案的設(shè)計(jì)特點(diǎn)在于cable應(yīng)用比例加大，電纜背板連接系統(tǒng)優(yōu)于傳統(tǒng)PCB背板，單板飛線替代PCB可優(yōu)化信號(hào)傳輸。

MirrorMezz?Enhanced扣板連接器：支持224Gbps-PAM4信號(hào)速率，滿足連接高度與PCB空間約束，降低應(yīng)用成本。

▲MirrorMezzEnhanced扣板連接器

Inception?背板連接器：首款電纜應(yīng)用優(yōu)先的背板連接方案，采用公母同體接口設(shè)計(jì)，使用SMT技術(shù)，降低PCB技術(shù)需求。

▲Inception?背板連接器

CX2DualSpeed高速線對(duì)板連接器：提供強(qiáng)大可靠互連性能，具備多種優(yōu)良特性，高性能電纜和創(chuàng)新屏蔽結(jié)構(gòu)隔離信號(hào)。

▲CX2DualSpeed高速線對(duì)板連接器

OSFP1600解決方案：改進(jìn)了屏蔽設(shè)計(jì)提高信號(hào)完整性與機(jī)械強(qiáng)度，滿足高速通道信號(hào)傳輸與帶寬匯聚需求。

▲OSFP1600解決方案

QSFP800和QSFP-DD1600解決方案：涵蓋多種產(chǎn)品，確保機(jī)械穩(wěn)健性等多方面性能，滿足不同帶寬需求。

▲QSFP800和QSFP-DD1600解決方案

l 泰科AdrenaLINE224G端到端產(chǎn)品組合

AdrenaLINE224G連接器產(chǎn)品組合包括近芯片連接器、有線背板、有線I/O連接器和電纜，通過(guò)設(shè)計(jì)準(zhǔn)芯片級(jí)和封裝電纜解決方案，泰科224G產(chǎn)品能夠在降低插入損耗的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)的傳輸距離高速互連，并且優(yōu)化阻抗，改善了回波損耗并減少了串?dāng)_。

TEAdrenaLINE224G產(chǎn)品組合圖/泰科官網(wǎng)

AdrenaLINEFastlane功能：連接雙絞線銅纜與近芯片連接器，具有標(biāo)準(zhǔn)外形尺寸，如OSFP和QSFP-DD集成連接器和殼體。

AdrenaLINE彈弓功能：實(shí)現(xiàn)224G信號(hào)完整性，具備特定數(shù)據(jù)速率、阻抗，針對(duì)電纜背板架構(gòu)優(yōu)化。

AdrenaLINECatapult功能：近芯片連接器采用ULGA插座技術(shù)，實(shí)現(xiàn)出色信號(hào)完整性，多種差分對(duì)配置。

AdrenaLINE微型LGA插槽特性：在高速數(shù)據(jù)速率下有著出色的SI性能，支持輕松組裝拆卸，引腳受保護(hù)，多種密度產(chǎn)品滿足需求。

l 立訊技術(shù)KOOLIO CPC 224G及IntrepidTM解決方案

KOOLIOCPC224G：能夠在基板上實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)流量的高效傳輸與監(jiān)控。其中，KOOLIO224G專為102.4TASIC設(shè)計(jì)，擁有110x110mm的小巧外形尺寸以及30AWG的布線能力，在信號(hào)傳輸過(guò)程中保證了信號(hào)完整性，推動(dòng)了高速銅互聯(lián)技術(shù)在高性能計(jì)算、數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域的應(yīng)用。

而在機(jī)械性能方面，立訊KOOLIO224G優(yōu)化了系統(tǒng)布線及各種應(yīng)用潛力，無(wú)需對(duì)插座或連接器進(jìn)行額外的回流焊，簡(jiǎn)化了采用并加快了實(shí)施速度，實(shí)現(xiàn)高速互連。

IntrepidTM背板連接器系統(tǒng)具備高帶寬、低損耗、低串?dāng)_等卓越性能，能夠完美適配112G和224G的高速傳輸需求。值得注意的是，IntrepidTM采用自主的結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)，在數(shù)據(jù)傳輸?shù)确矫娴男阅苌嫌兄^強(qiáng)穩(wěn)定性。

小結(jié)

總之，計(jì)算已成為高速部門的主要驅(qū)動(dòng)力，對(duì)光模塊以及物理層的互聯(lián)需求不斷增加，以ChatGPT引爆行業(yè)為轉(zhuǎn)折點(diǎn)，AI促使光模塊需求持續(xù)上揚(yáng)。

而當(dāng)前以太網(wǎng)速率也正朝著800G、1.6T不斷升級(jí)，Serder速率從56G向112G乃至224G的持續(xù)演進(jìn)，銅纜傳輸速率也有望邁向224Gbps，銅纜線纜、連接器等相關(guān)產(chǎn)業(yè)無(wú)疑將成為最大的受益者。

展望未來(lái)，高速互連技術(shù)將繼續(xù)在超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心、邊緣計(jì)算等新興場(chǎng)景中發(fā)揮關(guān)鍵作用，但同時(shí)也面臨如信號(hào)干擾、散熱管理等挑戰(zhàn)。為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，需要行業(yè)加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)、創(chuàng)新材料工藝以及企業(yè)間加強(qiáng)合作推動(dòng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)完善，以保障其健康、可持續(xù)發(fā)展。

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審核編輯 黃宇