业界对于从铜互联转向光互联的时间节点看法不一,但几乎所有人都认同:未来五年,我们将走向全光互联。光互联已经在横向扩展(scale-out)场景中普及。下一步,光互联将进入纵向扩展(scale-up)场景,用于连接超大算力舱内的机架,这类算力舱可容纳数百至数千个XPU(AI计算单元);之后,机架内部也会用光互联替代铜线。
目前光互联以可插拔光模块为主,大多采用单波长(DR)方案,搭配2根或4根光纤。如果继续依靠可插拔模块提升性能,就要用到高功耗的高速物理层接口(PHY),或是增加光纤数量,成本会随之抬升,因为连接器的成本高于光纤本身。
为降低功耗、成本,同时提升带宽,产业共识逐渐转向单纤多波长 + 双向传输方案,先后采用近封装光学(NPO)、共封装光学(CPO)技术。未来或许会出现其他技术路线,但当下光互联领域最受关注的开放标准,是OCI-MSA。
OCI-MSA(光计算互联多源协议,Optical Compute Interconnect Multi-Source Agreement)是近期成立的产业联盟,目标是制定一套开放、可互通的光互联规范,服务AI纵向扩展场景。创始成员包括AMD、博通、Meta、微软、英伟达、OpenAI。成员囊括两大GPU巨头、头部定制AI计算厂商、两家超大规模云厂商,以及前沿大模型企业。多家厂商已经入局。其中AMD、博通、Meta、微软已经在近期行业大会上公布了各自基于OCI-MSA的规划。
OCI-MSA明确目标:
制定面向AI纵向扩展的开放互通规范,打破私有互联协议的限制,保障超大规模AI集群跨厂商兼容;
提供架构指引,推动行业转向低功耗光SerDes,满足下一代AI所需的时延、带宽与能效要求;
打造可扩展、多供应商的AI供应链,联合云厂商与芯片创新企业,降低集成风险、加速研发,实现长期规模化部署,避免厂商锁定。
Meta光基础设施总监Drew Alduino、博通光学系统事业部副总裁兼总经理Near Margalit、AMD光子学高级总监Matthew Streshinsky在9月AI基础设施峰会的圆桌论坛上表示。Alduino称:“我们希望AMD的GPU可以和博通的交换机互通,希望所有算力单元与交换机都可以互相兼容。”
Alduino还提到:
Meta希望在最小化标准化范围的前提下实现互通,让各方能够快速创新;
多波长方案意味着,不需要依靠更快的SerDes来提升光传输速率;
Meta希望OCI未来能像如今的以太网一样普及;
第一代OCI:每个方向4路波长,单路50Gbps;第二代规范正在制定,带宽翻倍,第三代再翻一倍;
200G × 16波长方案已经验证可行,带宽达到一代标准的16倍。
Near Margalit指出,决定互通性的核心,是光纤上传输的信号。
OCI方案支持可插拔模块、NPO、封装内CPO,或是中介层上的CPO。
图1:OCI-MSA一代,单根光纤8个通道,双向各4路。
OCI-MSA规范共24页。光学规范定义单纤8个波长,双向各4路,每个波长为53.125Gbps NRZ调制。波长组内波长间隔略大于2nm。参考光纤链路模型基于500米SMF-28光纤,总插入损耗2.5dB,损耗主要来自收发器之间链路的连接器。(经过纠错与控制信号开销后,每个波长有效速率为50Gbps)
在10月开放计算项目(OCP)大会上,博通超大规模战略与产品总监Rajiv Pancholy对比了同等带宽下OCI和其他方案的差异。
图2:OCI与其他方案的链路功耗、传输距离对比。
表格显示,在单向200G总带宽下,CPO形态的OCI在每比特链路功耗、传输距离上综合最优。OCI可以达到可插拔模块的传输距离,功耗仅为可插拔光模块的三分之一,同时具备可扩展的带宽路线图。
在10月PECC(光子赋能云计算)大会上,AMD介绍了后续版本提升OCI带宽的多种方式:
波长数量:4路 → 8、16、32路……(受O波段带宽限制,存在上限)
单波长速率:50Gbps → 100、200、400Gbps……
偏振态:单偏振 → 双偏振
调制方式:NRZ → PAM/QAM-n(超高速率大概率需要高阶调制)
多种手段叠加,带宽提升潜力超100倍。如果OCI每1至2年带宽翻倍,这条路线可以支撑数十年的扩容需求。以上还只是单根光纤的带宽,光纤数量也可以继续增加。

图3:OCI拥有多条带宽扩容路径。
微软也在PECC大会分享了OCI规划,强调统一标准的必要性。

图4:微软OCI演进路线,先CPO用于交换机、NPO搭配加速器;后期全部升级为CPO。
微软第一阶段纵向扩展光互联方案:交换机端采用CPO,加速器端搭配NPO;第二阶段,纵向扩展两端全部改用CPO。
目前OCI-MSA是唯一已经对外发布、并在AI Infra、OCP、PECC等多个峰会被AMD、博通、Meta、微软等多家主力厂商持续讨论的纵向扩展光互联标准。2027年有望看到第一代OCI完整落地,甚至出现跨厂商互通演示。如果产业链持续跟进、多家供应商参与,OCI就有可能像Drew Alduino在AI基础设施峰会所说,成为光互联领域的以太网。
未来也可能诞生其他标准,或者部分厂商选择自研私有光互联方案。但截至目前,OCI-MSA是AI纵向扩展光高速通道的头号候选方案。
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