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铜缆已到极限，英伟达押注光互联
英伟达正在把“用光互联、大规模替换铜缆”写进自己的中短期路线图。公司在近年的技术发布与大会演讲中，连续强调将把硅光子（silicon photonics）与共封装光学（Co-Packaged Optics, CPO）作为下一代 AI 数据中心的关键技术，并计划在 2026 年把这些技术大规模推向机架与交换层，从而解决 GPU 集群日益膨胀的带宽、延迟和功耗难题。
英伟达要做什么
英伟达的思路不是简单把现有光纤插头换成更贵的线缆，而是把光学器件“更靠近”芯片来做。传统的数据中心是用电信号在交换芯片和模块之间传输，再由可插拔光模块（transceiver）把电信号和光信号互转。
英伟达提出并推动的路径，是把光引擎、激光源或光学子模块更紧密地与交换芯片或 ASIC 共封装，形成共封装光学（CPO）方案，直接在硅片附近完成光/电转换或采用硅光子器件实现光信号路由，从而大幅降低电损耗、缩短电线长度、提高带宽密度。这样一来，传统“铜缆+热插拔模块”模式将被高度整合的光学互联所替代。
为什么必须转向“光”？
近几年 GPU 的数量和每卡间通信需求飙升，单靠铜缆在高通道速率（例如数百 Gb/s 到 Tb/s 级别）下会遇到串扰、电损耗和重量、散热等物理瓶颈。行业分析认为，光互联在以下三方面具有决定性优势：
第一，带宽密度更高，每条光通道可达到更高速率并且更容易做波分复用；
第二，能耗更低，把光学功能靠近芯片可以显著减少跨板跨缆的电驱功耗；
第三，信号完整性更好，光信号不受电磁干扰，适合规模化扩展到“百万 GPU”级别的体系。正因为这些客观瓶颈，英伟达等厂商才把 CPO 和硅光子作为下一步的基础建设。
时间表与产品路线
英伟达在 2025 年的若干发布里已露出端倪：先在交换层（switch）率先部署光学化方案，把光引擎或者 CPO 集成到交换芯片附近，用于机架级和叶脊级的互联，从而把铜缆在这些层级逐步替代。
报道显示，英伟达计划在 2026 年推出基于硅光子与 CPO 的下一代机架/数据中心平台，并在 2026 年陆续发布面向 AI 的光学交换产品（早期的 InfiniBand / Ethernet 下一代交换机会采用这些技术）。换言之，交换层先光化，计算卡（GPU）端的光互联要等生态更成熟后逐步推进。
技术、成本与产能并非一朝解决
尽管前景诱人，但业内也并非一致乐观。英伟达 CEO 与多位产业人士都曾指出，把光学完全替代铜缆需要时间。当前 CPO 在成本、可靠性、激光源寿命、封装良率和供应链成熟度方面仍有挑战，短期内最佳路径是先在交换机和机架层使用 CPO，随后视制造和供应链成熟度把光学推向更靠近 GPU 的层级。
一些业界观点甚至预计，全面在 GPU 侧应用规模化、低成本 CPO 可能要到 2028 年甚至更晚，取决于硅光子与激光源的量产进度。
不只是英伟达一家的事
要把数据中心由铜缆全面转成以光为主，不仅需要英伟达的交换机与平台推动，还需要半导体代工（例如 TSMC 的相关平台/封装路线）、光器件厂（硅光子厂商、激光器与放大器供应商）、光模块和线缆制造商、数据中心运营商以及标准组织共同配合。
业内已有初创企业和光学方案商在演示“GPU 直连光器件”或合作完成早期样机，研究机构与标准化组织也在推动机架级、叶脊级光互联规范的形成。可见，这是一个涉及材料、封装、测试与运维多个环节的系统性工程。
对数据中心与行业的影响
如果英伟达与产业链合作伙伴能按计划在 2026 年起步、并在接下来几年内加速部署，短期将带来交换层能效与带宽效率的大幅提升，数据中心的电力成本、冷却需求与布线复杂度都有望降低。长期看，这会改变服务器、机柜与机架设计，运营商在采购网络设备与布线时会更多考虑光学优先的架构，云服务商对大规模训练与推理的成本结构也会被重塑。与此同时，新型光学维护与测试能力将成为运维人员必须掌握的新技能。
英伟达推动的“光互联”并非科幻，而是应对 AI 计算爆发式增长的工程选择。关键判断点在于零部件与封装产能、成本下降速度，以及实际部署后的可靠性。短期会看到交换层的光化和若干示范机架；中期（若一切顺利），GPU 端的光互联才会普及，从而实现“光大于铜”的互联格局。行业专家普遍认为，这场变革会在 2026–2030 年间分阶段展开，而不是一夜完成。
2025-08-26
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