全新XPO可插拔模块于OFC 2026展会上亮相，为信号密度、热管理、现场维护便捷性及能效提升等挑战提供了解决方案。

人工智能技术的持续发展面临着诸多限制因素，包括功耗、内存访问能力、热管理以及铜连接的局限性。即便解决了这些难题，如果输入/输出（I/O）通道无法跟上海量数据流的处理需求，系统性能仍可能大打折扣。确保I/O接口具备足够的带宽密度已成为先进系统设计者的重点考量方向。随着对架构层面高速扩展、横向扩展及跨架构扩展的需求日益增长，组件制造商正面临巨大压力。需要避免组件成为制约系统性能提升的瓶颈环节。

尤其是网络交换机的带宽性能实现了显著提升，从2019年的12.8Tb/s飙升至2026年的102.4Tb/s。计划于2027年投产的博通Tomahawk 7交换机将具备204.8Tb/s的带宽。在高密度标准机架结构中管理如此庞大的数据量，同时最大限度降低功耗和发热量，已成为一项重大挑战。

可插拔式OSFP光收发器已成为该行业的主流输入/输出设备。为最大限度减少PCB中铜线带来的信号损耗与失真，设计人员正采用离散型或带状双轴电缆替代铜线，这类电缆能提供更优异的高速传输性能。采用双轴电缆连接的基板或近基板接口可将ASIC或交换机产生的高速信号传输至面板上的OSFP插座。配套的光收发器则将电信号转换为高密度光信号，从而实现数据的长距离高效传输。

交换芯片的带宽持续提升，而单个开放机架单元（1OU）中可用于提供充足互连的物理空间仅能容纳约32个OSFP收发器安装在前面板上，最高可实现51.2Tb/s的传输速率。随着近封装和共封装铜线架构的应用日益广泛，亟需一种新型高密度前面板互连方案来支撑I/O链路数量的大幅增长。

新型XPO（超密可插拔光学模块）收发器于2026年3月举行的OFC大会上正式发布，并获得Arista Networks及XPO MSA公司的技术支持。

XPO可插拔模块为信号密度、热管理、现场维护性和能效等挑战提供了解决方案。

这些XPO模块可将来自交换机或ASIC的近端或共封装铜链路信号转换到前面板上的高密度外部光连接器。每个XPO模块提供64对差分线对，运行速度为224Gb PAM4，每模块可传输12.8Tb数据，功耗仅为80瓦。配备16个XPO模块的完整配置前面板，每个1OU前面板可实现总计204.8Tb的交换吞吐量。XPO技术路线图包括通过采用400Gb/s通道将吞吐量提升至25.6Tb 。目前尚不清楚是否需要采用PAM6或PAM8信令方案。

尽管其物理宽度是OSFP可插拔收发器的2.7倍，但每个XPO模块提供的带宽却是后者的8倍。这意味着与当前1.6Tb的OSFP解决方案相比，面板密度提升了4倍。如此高的信号密度可显著降低下一代AI集群所需的机架数量。

这些模块设计可兼容八个MPO-16光纤连接器。采用简易杠杆结构可有效降低XPO模块的对接与拔出所需的力。

XPO-LPO光转换器

为确保互操作性并实现广泛的应用普及， XPO模块设计可支持包括DR、FR、LR、SR、 ZR/ZR+在内的多种光通信标准，并提供与线性系统（LPO）、半同步系统（LRO）及全同步系统兼容的选项。

鉴于XPO模块的极高密度，采用循环液体的集成式冷板可确保内部温度保持安全水平。该模块设计可支持高达400瓦的冷却功率，配备盲接式快速断开无滴液连接器。

XPO技术提供了一种新方案，可在保持传统铜缆技术及简易现场维护性的同时，填补传统铜缆与新兴光互连技术之间的空白。

新型前面板高速信号铜缆连接器可从芯片到XPO模块提供64个高速通道，每模块总带宽达12.8Tb/s。

XPO MSA还特别规定了独立的电源连接器。

共封装光学（CPO）技术将电光转换过程直接集成在交换器基板上，将铜链路长度降至最低，并具备卓越性能。CPO被视为能实现极高带宽密度的长期解决方案。通过淘汰高功耗的数字信号处理器（DSP），CPO有望解决当前系统功耗持续攀升的问题。目前CPO正受到深入研究，但在现场可维修性、热管理，以及设计与制造工艺改造方面仍存在挑战。当前CPO供应链生态体系尚不完善，早期应用大多采用专有技术。现阶段CPO仍处于发展阶段，很可能成为实现片上光学（OCO）技术的关键一步。光纤将直接连接至交换器或ASIC芯片，彻底消除损耗性的外部铜线电路。

XPO多源供应联盟（MSA）由近100家支持企业共同组建，致力于构建具有竞争力的供应链体系，简化该XPO技术的部署流程。多家连接器制造商承诺为XPO技术提供各类零部件及定制双轴电缆组件，从而形成具备全球竞争力的多源供应链。

该联盟重点强调了XPO技术为市场带来的诸多以下优势：

* 前板信号密度较当前1.6Tb的OSFP面积提升了4倍

* 集成冷板冷却与零件数量减少共同提升系统可靠性

* 兼容多种光传输标准

* 通过线性光学技术和采用50V直流电源显著提升了能效

* 在减少组件数量的同时提高可靠性

* 可插拔的模块化现场维护功能

* 该设计现已支持12.8Tb的XPO-LPO带宽，并规划XPO技术未来可扩展至25.6Tb。

XPO技术有望填补人工智能计算机设计工程师工具箱中的一个重要空白。这一新型可插拔接口在保持模块化与可制造性优势的同时，实现了XPO技术性能、可维护性及带宽密度的完美平衡。预计XPO与CPO两种实现方案将在未来长期共存。该设计还充分考虑了高速铜缆互连在带宽、衰减、信号密度和功耗方面的局限性，向光信号传输的全面转型势在必行。