מהי Co-Packed Optics (CPO)?
קו-אופטיקה ארוזה היא ארכיטקטורת מתגים שמזיזה את ההמרה החשמלית-ל-אופטית לצד סיליקון המתג. במערכת קונבנציונלית, האופטיקה יושבתמודולים אופטיים ניתנים לחיבורעל לוח החזית של המתג, ואותות חשמליים עוברים כמה סנטימטרים על פני הלוח - דרך עקבות, מחברים ולעיתים קרובות שבבי שעון מחודש - לפני שהם מגיעים אליהם. CPO ממוטט את המרחק הזה: מנועים אופטיים של סיליקון פוטוניקה מותקנים על אותה חבילה או מצע כמו המתג ASIC, ומכווצים את הנתיב החשמלי מסנטימטרים למילימטרים.
אנלוגיה רופפת היא הברגת משאבה ישירות על המיכל במקום להפעיל צנרת ארוכה ודולפת בין השניים. המקרה ההנדסי מדויק יותר מהאנלוגיה. ב-100G ו-200G לכל נתיב חשמלי, דחיפה של אותות על פני ערוץ לוח ארוך דורשת-מחדשי SerDes ו-DSP תואבי חשמל, ותקציב ההפסד הולך ומחמיר עם כל צעד מהירות. סקר-שבדק עמיתים בגבולות האופטואלקטרוניקה (Tan et al., 2023) מתאר את CPO כדרך לקצר דרמטית את קישור ה-SerDes, להעלות את צפיפות רוחב הפס של קישורים ויעילות אנרגטית בנקודה שבה אופטיקה קונבנציונלית הניתנת לחיבור לא יכולה עוד לעמוד בקצב הצמיחה של תעבורת מרכז הנתונים.
רוב תכנוני CPO חולקים את אותם אבני בניין: מתג ASIC, מספר מנועים אופטיים סיליקון פוטוניים מסודרים סביבו, מקורות לייזר חיצוניים (בדרך כלל ניתנים לחיבור, כך שניתן להחליף לייזר כושל מבלי לגעת באריזה), ומערכי סיבים בצפיפות- גבוהה המובילים אור מקצה האריזה אל הפאנל הקדמי.
מדוע מרכזי נתונים בינה מלאכותית דוחפים ל-CPO
שני לחצים נפגשים בתוך אשכולות בינה מלאכותית. הראשון הוא רוחב פס: מארג אימון מודרני מחבר אלפי GPUs, שכל אחד מהם זקוק ל-800G - ובקרוב 1.6T - של קישוריות, כך שמספר הקישורים האופטיים גדל הרבה יותר מהר ממספר השרתים. השני הוא כוח. סוכנות האנרגיה הבינלאומית מבצעת בהדוח אנרגיה ובינה מלאכותיתשצריכת החשמל של מרכז הנתונים העולמית תכפיל את עצמה יותר מ-945 TWh עד 2030, כאשר בינה מלאכותית היא המניע הגדול ביותר לצמיחה זו.
רשת היא רק נתח אחד מהעומס הזה, אבל הוא חלק-הצומח במהירות. ב-51.2 Tbps לכל מתג, המודולים הניתנים לחיבור, ה-DSP שלהם והערוצי החשמליים הארוכים המזינים אותם מהווים נתח משמעותי מהספק מערכת המתג, והנתח הזה עולה שוב במהירות של 102.4 Tbps ו-1.6T. זו הבעיה הספציפית שה-CPO ממקד ל- חלק אחד של דפוס רחב יותר שכתבנו עליומדוע עומסי העבודה של AI תלויים כל כך ברשתות סיבים אופטיים.
CPO לעומת אופטיקה ניתנת לחיבור מסורתית
את שתי הגישות הכי קל לשקול זו לצד זו.
| אַספֶּקט | אופטיקה ניתנת לחיבור | אופטיקה ארוזה- |
|---|---|---|
| נתיב אות חשמלי | סנטימטרים של עקבות לוח, לעתים קרובות עם ריטיימרים או DSPs | מילימטרים בתוך האריזה |
| מתח חיבור אופטי | גבוה יותר במהירויות 800G ו-1.6T | הספק-דיווח על הפחתות של עד כ-70% ברמת החיבור האופטי |
| צפיפות רוחב פס | מוגבל על ידי ספירת הכלובים של לוחות הפנים | גבוה יותר; יותר קיבולת ליחידת מתלה |
| שְׁמִישׁוּת | מודול כושל מוחלף- תוך דקות | מנועים אופטיים אינם ניתנים להחלפה-; עיצובים נשענים על לייזרים ניתנים לחיבור, יתירות וחלפים |
| בשלות מערכת אקולוגית | בוגר, מרובה-ספקים, ניתן להחלפה | מוּקדָם; מעט ספקים, יכולת פעולה הדדית עדיין מתפתחת |
| הכי מתאים היום | רשתות מרכזיות כלליות וטווח הגעה מעורב | בדי AI ובדי HPC בצפיפות-הגבוהים ביותר, בדרך כלל מקוררים-נוזליים |
יש גם שבילי ביניים. אופטיקה ניתנת לחיבור ליניארי (LPO) מסירה את ה-DSP מהמודול תוך שמירה על גורם הצורה הניתן לחיבור, ואופטיקה ליד-ארוזה (NPO) מעבירה את המנועים האופטיים קרוב ל-- אך לא אל - חבילת המתגים. מפעילים רבים מצפים לזה של היוםמודולים אופטיים של 800G, LPO ו-CPO יתקיימו במקביל במשך שנים, כאשר כל אחד מהם משמש בשכבת הרשת שבה-התמורה שלו הגיונית.
הפריסה המדווחת של 1.6T: אושרה, נתבעה ולא מאומתת
הדבר הכי שימושי שאנחנו יכולים לעשות עם הסיפור שמסתובב הוא למיין אותו לפי ראיות.
אבני דרך מאושרות
- במרץ 2024, ברודקוםמסרה את ביילי, המתואר כמתג Ethernet 51.2 Tbps CPO Ethernet הראשון בתעשייה, המשלב בין Tomahawk 5 ASIC לשמונה מנועי פוטוני סיליקון 6.4 Tbps.
- עד 2025, יצרני מערכות במערכת האקולוגית של ברודקום העבירו מתגים מבוססי ביילי- לייצור נפח, וברודקוםהכריז על-הדור השלישי של CPOעם יכולת 200G-לכל-נתיב - הדור שמאפשר יציאות 1.6T מקוריות.
- NVIDIAהכריזה על קווי מתג הסיליקון הפוטוניים שלהבמרץ 2025, הבאת CPO גם לפלטפורמות InfiniBand וגם ל-Ethernet.
- הזמנות הייצור הראשונות עבור מקלטי משדר 1.6T הניתנים לחיבור הוכרזו בתחילת 2026, מה שמאשר כי עידן ה-1.6T החל גם בצד הניתן לחיבור.
- חומרת CPO עובדת ממספר ספקים הייתה נושא גלוי בקומות התצוגה האחרונות של OFC - ראה את ההערות שלנו בנושאמה היה אמיתי ומה היה ההייפ ב- OFC 2026.
נתונים שדווחו על-ספקים (קרא את החשבונאות)
- Broadcom מדווחת על הספק נמוך יותר ב-70% עבור החיבור האופטי בהשוואה למקלטי משדר הניתנים לחיבור. זהו דמות-ברמה של קישורים, לא רמה אחת של מתקן-.
- יצרניות מתגים המבוססות על פלטפורמת Bailly דיווחו על חיסכון ברמת המערכת-בטווח של 30-40% לעומת מערכות מאוכלסות במלואן הניתנות לחיבור במדדים משלהן.
- חומרי המוצר של NVIDIAלטעון עד פי 5 יעילות צריכת חשמל טובה יותר עבור אופטיקה-ארוזת יחד מול מקלטי משדר ניתנים לחיבור, לצד יתרונות גמישות ומהירות פריסה-.
לא מאומת נכון ליוני 2026
- הטענה כי ספקית ענן סינית השיקה את אשכול 1.6T CPO המסחרי הראשון במדינה באפריל 2026, כולל כמות של יותר מ-5,000 מתגי CPO באתר אחד.
- התוצאות הספציפיות המצורפות לטענה זו: צריכת חשמל כוללת נמוכה ב-45%, עלויות קירור נמוכות ב-52%, צפיפות שרת גבוהה יותר ב-30%, זמן אחזור נמוך יותר ב-60%-ל- וחיסכון שנתי מעל 200 מיליון קילוואט-שעה.
- דיווחים שחברות ענן ואינטרנט סיניות אחרות ישיקו אשכולות CPO משלהן במחצית השנייה של 2026. לא מצאנו הודעות של צד ראשון-תומכות בכך.
כל זה לא אומר שהפריסה לא התרחשה - מפעילים גדולים לפעמים פורסים בשקט. המשמעות היא שיש לסמן את הטענות כבלתי מאושרות עד להופעת הודעה רשמית, מאמר טכני או נתוני בדיקה מבוקרים. וכל מסגור "ראשון בעולם" צריך להתמודד עם העובדה שמערכות CPO שולחות מחוץ לסין מאז 2024.
כוח, קירור והשהייה: כיצד לקרוא את המספרים
איזה "כוח" נחסך?
טענות כוח לגבי CPO חיות בארבע רמות שונות, וערבוב ביניהן הוא השגיאה הנפוצה ביותר בסיקור נושא זה.
- מתח חיבור אופטי- האופטיקה בתוספת הערוץ החשמלי שמזין אותם. כאן חלים נתוני הכיתה של 70%-.
- החלף מתח מערכת- את כל המתג, כולל ה-ASIC, מישור הקירור והבקרה. מדדי ייצור מוקדמים מציבים כאן חיסכון של בערך 30-40%.
- מתלה וכוח קירור- תלוי בעיצוב הקירור. CPO מרכז חום בחבילת המתגים, ורוב העיצובים מניחים קירור נוזלי.
- כוח מתקן כולל- נשלט על ידי GPUs, אחסון וקירור. רשתות הן נתח מיעוט, כך שאפילו חיסכון גדול בחיבורים מתורגמים לשינויים באחוזים חד ספרתיים ברמת המתקן עבור רוב מרכזי הנתונים בינה מלאכותית.
זו הסיבה שטענה כגון "CPO חתך את הספק הכולל של מרכז הנתונים ב-45%" זקוקה לראיות יוצאות דופן: טכנולוגיה ברמת מיתוג- אינה יכולה בדרך כלל להזיז את סך המתקן כל כך רחוק בעצמה.
חֶבִיוֹן
על ידי הסרת שלבי DSP ו-retimer, CPO יכול לגלח עשרות ננו-שניות לכל קפיצה. על פני מארג גדול- רב שכבות שמצטבר, ולעבודות הכשרה מסונכרנות היטב זה יכול להיות חשוב. הוא אינו תומך בטענה גורפת של "60% מקצה נמוך יותר-כדי-לסיים אחזור", מכיוון שזמן התגובה מקצה-ל-נשלט על ידי מחשוב, תוכנה ותורים ולא על ידי שכבת הקישור.
קירור וצפיפות
הסרת מודולים ניתנים לחיבור חם מלוח הפנים יכולה לשפר את זרימת האוויר ולאפשר תצורות צפופות יותר, מה שעשוי להפחית את עלות הקירור ליחידת רוחב פס בתנאים דומים. היתרון הוא אמיתי אך תלוי בתצורה-, והוא מגיע עם דרישה חדשה: ניהול חבילת מתגים חמה וצפופה יותר, בדרך כלל עם קירור נוזלי.
ציר זמן מסחור ושחקני מפתח
הקשת הניתנת לאימות נראית כך. תוכניות מחקר ועבודות סטנדרטים, כולל מסגרת האריזה המשותפת- של OIF, פעלו בתחילת שנות ה-2020. ברודקום שלחה את ביילי ללקוחות במרץ 2024 והראתה זאת בפומבי ב- OFC באותה שנה. בשנת 2025, מערכות מבוססות Bailly-נכנסו לייצור נפח, NVIDIA הכריזה על קווי מתג הפוטוניקה שלה, וברודקום פירטה 200G-ל-נתיב שלישי-CPO המיועד ליציאות 1.6T. בשנת 2026, החלו להגיע מערכות Quantum-X InfiniBand Photonics של NVIDIA, כאשר Spectrum-X Ethernet Photonics מתוכננת למחצית השנייה של השנה, בעוד שספקי הרכיבים הגדילו את קיבולת מערך הלייזר והסיבים{{17} בציפייה לנפח אמיתי.
המערכת האקולוגית של סין זזה גם היא: ספקי מתגים מקומיים הדגימו אבות טיפוס של CPO, יצרניות רכיבים מספקות יחידות מערך סיבים ומכלולים אופטיים בצפיפות- גבוהה לתוכניות CPO גלובליות, והמפעילים מעריכים את הארכיטקטורה. מה שעדיין חסר, בכל הנוגע לראיות ציבוריות, הוא מקבץ מסחרי מאושר-בקנה מידה גדול מהסוג שהסיפור שמסתובב מתאר.
ניואנס אחד נוסף חשוב עבור הקונים: CPO מגיע ראשון בקנה מידה-של בדים - את שכבות המעבר המקשרות בין שרתים ותרמילים - בעוד שקישורים קצרים מאוד-להגדיל בתוך מתלה נשארים לעתים קרובות נחושת לעת עתה. איפה כל מדיום מנצח זו שאלה של טווח הגעה, כוח ועלות, שבה אנחנו עובריםנחושת לעומת סיבים במרכזי נתונים בינה מלאכותית.
החלקים הקשים: אמינות, שירות, עלות ושרשרת אספקה
מאמרים שמפרטים רק את היתרונות של CPO מחמיצים את הסיבות לכך שהאימוץ היה מכוון ולא מיידי.
- אמינות לייזר.לייזרים הם בין הרכיבים האופטיים הפחות אמינים, וזו הסיבה שרוב עיצובי ה-CPO שומרים אותם במקורות לייזר חיצוניים הניתנים לחיבור ולא בתוך האריזה.
- שירות שטח.חיבור כושל מוחלף תוך דקות; מנוע אופטי פגום בחבילת CPO אינו ניתן לתיקון-בשדה. מפעילים צריכים תכנון יתירות, אסטרטגיות חסכון ואמון בשיעורי הכישלונות לטווח ארוך- לפני שהם מתחייבים למארגים שלמים.
- כלכלת תשואה ועיבוד מחדש.אריזה משותפת-מחברת מתג ASIC יקר עם מנועים אופטיים מרובים, כך שפגם במנוע אחד מסכן את המכלול כולו. בדיקות ותפוקת אריזה-טובה-מובילה את עקומת העלויות.
- חיבור סיבים וצפיפות כבלים.כל מתג CPO מסיים אלפי סיבים, דוחף יחידות מערך סיבים מדויקות וכבלים מובנה בצפיפות- גבוהה לחזית - אותו לחץ שכבר נראה בכבלים MPO עבור אשכולות בינה מלאכותית ברמת 800G-.
- סטנדרטיזציה ומקור שני.מודולים הניתנים לחיבור ניתנים להחלפה בין ספקים; CPO כרגע לא. קונים נשארים זהירים מ-נעילת ספק- בודדת עד שתבשיל יכולת הפעולה ההדדית.
מסיבות אלו, רוב התחזיות - כולל אלו השוריות - מתארות התחזקות CPO לצד חיבורים ו-LPO עד סוף שנות ה-2020, מתחילות בבדי הבינה המלאכותית הצפופים ביותר במקום בעקירת אופטיקה ניתנת לחיבור באופן מוחלט.
שאלות נפוצות
ש: מהו CPO במונחים פשוטים?
ת: אופטיקה ארוזה-ת שמה את המשדרים והמקלטים האופטיים על אותה האריזה של שבב המתג במקום במודולים של תקע-, וחותכת את המרחק החשמלי שהאות עובר מסנטימטרים למילימטרים. התמורה היא כוח חיבור נמוך יותר וצפיפות רוחב פס גבוהה יותר.
ש: כמה כוח באמת חוסך CPO?
ת: הנתונים עם מקורות ציבוריים מאחוריהם: הספק חיבור אופטי נמוך בכ-70% (פלטפורמת Bailly של ברודקום), צריכת חשמל נמוכה יותר ב-30-40% בערך של מערכת מתגים במדדים מוקדמים של ייצור, והטענה של NVIDIA ליעילות הספק של עד פי 5 לעומת מקלטי משדר ניתנים לחיבור. החיסכון ברמת המתקן- קטן בהרבה באחוזים, מכיוון שהרשת היא מיעוט מהעומס הכולל של מרכז הנתונים.
ש: האם CPO זמין מסחרית בשנת 2026?
ת: כן, בשלב מוקדם. 51.2מתגי T CPO Ethernet הבנויים על הפלטפורמה של Broadcom נמצאים בייצור, מערכות Quantum-X InfiniBand Photonics של NVIDIA מגיעות ב-2026, וקו Spectrum-X Ethernet Photonics שלה מיועד למחצית השנייה של השנה. פריסות עד כה מתוארות בצורה הטובה ביותר כמאמצת- מוקדמת ולא כמיינסטרים.
ש: מה ההבדל בין CPO, NPO ו-LPO?
ת: LPO שומר על הצורה הניתן לחיבור אך מסיר את ה-DSP מהמודול. NPO מתקין מנועים אופטיים ליד חבילת המתגים. CPO משלבת אותם בחבילה עצמה, מה שמניב את רווחי ההספק והצפיפות הגדולים ביותר יחד עם היתרונות הגדולים ביותר בשירותיות וההפרעות-של המערכת האקולוגית.
ש: האם CPO יחליף מודולים אופטיים ניתנים לחיבור?
ת: לא בקרוב. CPO מוביל בבדי הבינה המלאכותית וה-HPC הצפופים ביותר, בעוד שהחיבורים הניתנים לחיבור נשארים דומיננטיים במקומות אחרים מכיוון שהם גמישים, מרובי-ספקים וקלים לשירות. צפו לדו קיום ארוך ולא להחלפה.
ש: למה 1.6T חשוב?
ת: יציאות 1.6T מגיעות יחד עם איתות חשמלי של 200G-ל-נתיב, כאשר אובדן ערוץ מייקר עקבות לוח ארוכים יותר ויותר בהספק ובשלמות האות. זו בדיוק נקודת הפעולה שבה הנתיב החשמלי המקוצר של CPO מספק את הערך הרב ביותר - וזו הסיבה שבדי 1.6T AI הם המקום שבו יופיעו תחילה טענות אמינות על פריסת CPO.
שורה תחתונה
האופטיקה המשותפת-עברה את שלב כלי השקופיות: מוצרים עוברים משלוח, מערכת אקולוגית מתהווה, והפיסיקה מאחורי יתרון הכוח שלה מתועדת היטב בעבודות-בביקורת עמיתים ובגילויי ספקים. אשכול מסחרי מאומת -בקנה מידה גדול של 1.6T CPO בסין יהיה אבן דרך משמעותית - אבל נכון ליוני 2026 אין לתביעות הספציפיות במחזור מקורות צד ראשון-, ומספרי הכותרות שלהן מטשטשים את הגבול בין כוח החיבור לבין הספק הכולל של המתקנים. עד להופעת תיעוד רשמי, התייחס אליהם כאל תחזיות. עם זאת, כיוון הנסיעה אינו מוטל בספק: נתיבים חשמליים קצרים יותר, יותר סיבים ואופטיקה מתקרבים בהתמדה לסיליקון.
הערת עריכה: נתוני הספקים שצוטטו לעיל מגיעים מההודעות הציבוריות המקושרות ומתיעוד המוצר. לתביעות שסומנו כבלתי מאומתות לא היה מקור-ראשון שיכולנו לאתר בזמן הפרסום; מאמר זה יעודכן אם יופיע תיעוד רשמי.