一场由 ChatGPT 掀起的 AI 浪潮,正有力地推动着全球数据中心网络的升级换代。在这一进程中,800G 光模块凭借低功耗、高密度、低成本等显著特性,成为了变革的关键支点。
在 AI 大模型训练集群里,数万张 GPU 协同运算,对高速光互连网络有着强烈需求。传统 400G 模块的带宽已逼近极限,而 800G 光模块传输速率翻倍,成为新一代数据中心的标配。全球云巨头纷纷加速部署 800G 技术,微软 Azure、谷歌 GCP 等超大规模数据中心在 2024 年已开始大规模部署 800G 光模块。据预测,到 2026 年,800G 将占据数据中心光模块市场 60% 以上的份额。
技术演进背景:AI 算力爆发的关键支撑
AI 算力需求正呈指数级增长。OpenAI 研究表明,高级大模型训练算力需求每 3 - 4 个月便会翻一番,传统网络架构已成为制约算力释放的关键瓶颈。在万卡级别的 AI 计算集群中,GPU 集群对光通信提出了极为严苛的要求,任何一条链路的网络阻塞都会致使整个计算任务延迟,这就需要光模块具备超高带宽与超低延时特性。在此背景下,800G 技术标准应运而生。2025 年 7 月,工信部发布 YD/T 6086.3 - 2025 标准,首次对 800Gb/s 强度调制可插拔光模块的技术要求与测试方法予以规范,为产业发展提供了有力的政策支撑。
LPO 技术突破:线性直驱的创新方案
LPO(Linear Pluggable Optics)即线性直驱可插拔光模块,其通过移除传统 DSP 芯片,将相关功能集成到设备侧的交换芯片中,仅保留高线性度的 Driver 和 TIA 芯片,实现了架构的简化,带来了革命性突破。国盛证券测试数据显示,采用 LPO 方案的 800G 光模块功耗可降至 4W 以下,相较于传统 DSP 方案(13W 以上)降低近 70%,同时 BOM 成本减少 20 - 40%,功耗与成本优势显著。不过,LPO 在误码率和传输距离上存在一定局限,但在 AI 数据中心内部短距离互联场景(100 米 - 2 公里)中完全适用,这也是其最先实现商业化落地的领域。以下为 800G 光模块技术路线对比:
800G 模块采用 8×100Gb/s 或 2×400Gb/s 架构,借助 PAM4 高阶调制技术和先进的光学组件,使单模光纤传输能力倍增,通道速率实现了跨越式提升。移除 DSP 芯片后,LPO 方案下信号无需经过复杂数字处理,传输延时降低 50% 以上,特别契合 AI 训练中频繁的 All - Reduce 通信模式。在热管理方面,800G 模块采用铜合金散热片与导热凝胶组合方案,有效解决了高密度集成带来的热管理难题,确保在 70℃高温环境下也能稳定工作。
标准化与产业化:中国力量的崛起
技术标准体系在逐步完善,YD/T 6086 系列标准由中国信通院牵头,联合华为、中兴、旭创等头部企业共同制定,覆盖了 8×100Gb/s、2×400Gb/s 等主流方案。国内产业链也在加速成熟,2024 年,旭创科技、新易盛等厂商已实现 800G LPO 模块量产,剑桥科技成功向微软供货,标志着国产技术达到国际领先水平。同时,测试认证体系也已建立,新标准规定了严格的环境适应性测试,包括 - 40℃至 + 85℃温度循环试验、85% 湿度老化试验及 1000 次插拔耐久性测试,以此确保产品可靠性。
场景应用:从 AI 计算集群到运营商网络
在 AI 计算中心,大型语言模型训练对 GPU 互连的超低延迟要求极高,800G LPO 模块在微软 Azure Maia AI 集群中实现带宽利用率达 92%,较上代提升 40%,是首要应用战场。随着分布式计算的普及,服务器间通信流量占比超过 70%,800G 模块通过高速互联减少跨机架延迟,加快了分布式训练效率,优化了数据中心东西向流量。运营商网络骨干也在升级,中国移动在 2025 年新型城域网建设中采用 800G 技术,单光纤传输容量提升至 48Tbps 以上,为 5G - A 和算力网络提供了坚实基础支撑。
未来趋势:共封装光学与硅光集成
共封装光学(Co - Packaged Optics,简称 CPO)技术路线在持续推进,它将光引擎与 ASIC 封装在一起,在 3.2Tb/s 及以上场景中潜力巨大,不过其标准化和产业链成熟仍需 2 - 3 年时间。Intel、思科等公司正积极研发基于硅光子学的 800G 解决方案,通过单片集成激光器、调制器与探测器,有望进一步降低成本与功耗,实现硅光集成技术的突破。行业内已达成共识,LPO 技术可平滑升级至 1.6T 速率,通过 200G/lane 电接口和更先进的信号处理算法,满足未来十年 AI 算力增长需求,LPO 向 1.6T 演进路径明确。
LightCounting 预测,2025 年全球 800G 光模块出货量将突破 500 万只,其中 LPO 方案占比有望超过 40%,而这一数据在 2023 年还不到 50 万只 。800G 光模块,尤其是采用 LPO 技术的产品,正处于快速发展阶段,在 AI 算力爆发时代扮演着愈发关键的角色,持续推动着数据中心光互连格局的重塑与变革。