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XPO 高密度光互连的系统级评估:20 页解析 212G SerDes 平台与 FRO/LRO/LPO 实测(OCP 2026 全球峰会)

2026-11-13 · PDF · 2 MB · 免费文档

这是 OCP 2026 全球峰会「Special Focus: Photonics」专题中 Microsoft 硬件工程师 Daniel Mohaghegh 与 Arista 高级总监 Sunil Priyadarshi 的「System-Level Evaluation of XPO for High-Density Optical Interconnects in AI Infrastructure」演讲(共 20 页)。

它回答的是「XPO 到底能不能上系统」:先给出从器件到部署的三阶段评估框架,再用 Arista 专门做的 212 Gbps SerDes 仿真平台,把同一 XPO 形态下的 FRO、LRO、LPO 三种模块组合拉到同一套电缆长度与光衰减条件下对比 BER / SNR。

核心内容:

  • 三阶段评估框架:Ph1 器件就绪(光器件可靠性、链路性能与功耗、技术优先级排序)→ Ph2 系统设计就绪(端到端链路性能、RAS、遥测、集成复杂度、加速器/交换机/机架设计、固件与管理、控制面/数据面软件)→ Ph3 部署就绪(DC 安装运维、光纤管理、生态与供应链);范围逐代扩大、技术逐轮收敛,每代约 2–3 年;
  • XPO 的六条定位:业界密度最高的可插拔光形态(200G/lane 时 204.8T/1OU,400G/lane 时 409.6T/1OU)、支持现有与新兴光互连标准、液冷可到每模块 500W(面向 25.6T coherent-lite)、器件更少温度更低带来更低失效率、XPO MSA 生态覆盖所有光模块厂商;
  • 形态对比表:可插拔(XPO/OSFP)、OBO、NPO、CPO 在功耗(LPO/LRO/FRO、线性光、极低功耗)、设计范围(托盘 / SoC 板 / SoC 封装 / 中介层)、可维护性(模块级 vs 托盘级)与 blast radius(模块 vs 模块+加速器)上逐项对照;结论是未来 1–2 代推理带宽尚不需要更深集成,XPO 在可维护性、小故障半径与灵活性上更占优;
  • 测试平台构成:Arista 设计带 212 Gbps SerDes 的仿真盒以驱动 XPO 模块 64 条通道,内含 4 颗 Broadcom Agera3 retimer(各 16 lane × 212G)、NPC 铜 flyover 电缆(300/600/900mm,32AWG Twinax,Amphenol XPO→Ultrapass-XR)与集成液冷;
  • 端到端测试矩阵:交换机侧固定 300mm(15dB bump-to-bump),加速器侧 300/600/900mm 对应 15/19/23dB,配合有/无 3dB 光衰减器;采集 host BER/SNR 与模块 Rx 功率,覆盖不同 flyover 长度与光损耗组合;
  • FRO-FRO 结果:交换机侧 BER 与加速器侧电缆长度无关,加速器侧随损耗轻微劣化;0dB 与 3dB 衰减之间性能差异可忽略,三种组合里裕量最强;Rx 功率上有个别模块偏高,随设计成熟会趋于标准化;
  • LRO-LRO 结果:交换机与加速器两侧表现都良好,但因缺少 Rx 侧 DSP,光性能对光衰减更敏感;LPO-FRO 结果:交换机侧 BER 底噪保持在 1e-10,加速器侧在可接受的 1e-7 量级,主要受 LPO Tx 性能约束,标准化光功率、驱动与 CTLE 设置后链路裕量可望改善;
  • 后续与 CTA:把测试扩到更多 XPO 模块厂商与光架构、验证 FRO/LRO/LPO 混合组合的互通、优化 LPO Tx 并建立可互通的调优指南、从仿真平台推进到交换机与加速器系统级验证;呼吁建立开放互通的 XPO 生态与统一的系统级测试方法与指标,并延伸至 XPO ACC/AEC、OCI 光、相干光、外置光源等新应用。

适合 XPO 平台与 SerDes 验证、光模块互通测试、交换机/加速器系统级评估,以及制定多厂商光模块认证流程的从业者阅读。

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李东霏
光互连技术研究者

香农信息技术研究院,专注光模块、CPO、硅光与 AI 光互连的技术解读。

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