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如果你把AI算力集群比作一座繁忙的超級城市,那光模塊就是連接各個區域的高速公路,而“通道數”就是這條高速的車道數量——很多人聽過光口通道數、電口通道數,卻分不清兩者到底有啥不一樣。今天我們用通俗易懂的方式,把這個AI光模塊的核心參數講明白。
光模塊本質是個“光電翻譯官”:一邊要接收交換機、AI芯片發過來的電信號,把它轉換成光信號送進光纖跑遠路;另一邊要把光纖傳過來的光信號,再變回電信號交給計算設備處理。所以它天生就有兩個接口側:光模塊與本地設備(如交換機、路由器、服務器)是電口,設備內部傳輸的是電信號,電口負責將設備的電信號接收并傳遞給光模塊內部的驅動芯片,或接收光模塊轉換后的電信號回傳設備,實現設備與光模塊之間的電信號交互。;對著光纖的那一側是光口,是光模塊與傳輸介質(光纖)的接口,光口負責將光模塊內部激光器產生的光信號耦合進光纖進行遠距離傳輸,并將光纖傳來的光信號接收后傳遞給光模塊內部的光電探測器,實現光模塊與光纖之間的光信號交互。通道數就是指這兩側各自能同時傳輸數據的“通路數量”。

電口通道數,就是光模塊和上游交換機ASIC芯片、AI芯片連接時,電信號傳輸的通路數量,可以理解成進城前的“城市主干道車道數”。我們常見的QSFP、OSFP封裝的高速光模塊,電口其實都是多通道設計:比如傳統的QSFP模塊,天生就是4發4收共4個電通道,剛好對應4路電信號同時傳輸。

隨著AI帶寬需求暴漲,電口通道數也跟著翻番:從早期4通道100G(單通道25G),到現在800G光模塊常用的8通道電口(單通道100G),再到1.6T光模塊的8通道電口(單通道200G),電口通道數的增加,本質是為了承接AI芯片越來越大的輸出帶寬。單顆H100 GPU就需要3.2Tbps的互聯帶寬,如果電口通道數不夠,就算光口能跑再快,芯片出來的數據也擠不進去,還是會堵。

光口通道數,就是光模塊往光纖傳輸光信號時,不同光波的通路數量,相當于出城后的“高速公路車道數”。我們說“4×100G就是400G,8×100G就是800G”,這里的4和8其實就是光口的通道數——每一個通道對應一路不同波長的光信號,各自獨立傳輸互不干擾,總帶寬直接就是“通道數 × 單通道速率”。
舉個最常見的例子:現在AI集群主流的800G光模塊,要么是8個100Gbps的光通道(8×100G=800G),要么是4個200Gbps的光通道(4×200G=800G),兩種設計光口總帶寬一樣,只是單通道速率不同,適配不同的光纖類型。而下一代1.6T光模塊,則升級成了8個200Gbps或者16個100Gbps的光通道,總帶寬剛好翻一倍,剛好能跟上AI集群翻倍的帶寬需求。

很多人會疑惑:兩者不都是通道數,為什么要分開說?其實區別非常大: 第一,傳輸的信號類型不一樣:電口通道走的是銅線傳輸的電信號,光口通道走的是光纖傳輸的光信號,這是最本質的區別。電口通道就在光模塊內部連接芯片和光器件,傳輸距離只有幾厘米,而光口通道要通過光纖把信號傳到幾百米甚至幾十公里外,場景完全不同。 第二,設計邏輯互相匹配,但不一定相等:一般來說,光口通道數和電口通道數是一一對應的,一個電通道對應轉換出一個光通道,所以4電通道通常對應4光通道,8電通道對應8光通道。但隨著技術進步,也會出現不對等的設計:比如有些1.6T光模塊會通過電信號復用技術,用8個電通道承載出16個光通道的數據,本質是為了在現有封裝下跑出更高帶寬。 第三,限制瓶頸不一樣:現在電口通道數的升級,越來越受限于電信號SerDes技術的功耗和干擾問題——電信號在銅通道跑的速率越高,串擾越大、功耗越高,所以很難無限制增加電口通道數。而光口通道數的升級,更多受限于光芯片、波分復用技術的成本,目前看來還有很大擴容空間,這也是現在CPO光電共封裝技術興起的原因——就是想把電通道縮短,解決電口的瓶頸問題。
簡單總結一下:電口通道是芯片到光模塊的“進城入口車道數”,光口通道是光模塊到下一個節點的“出城高速車道數”,兩者配合起來,才能讓AI的海量數據跑的又快又不堵。隨著AI從800G向1.6T、3.2T迭代,不管是電口還是光口,通道數的升級還會繼續,支撐更大的算力集群跑更復雜的大模型。
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