做了八年 DSP(Digital Signal Processor,数字信号处理器)后,Credo Technology Group Holding Ltd(以下简称 "Credo")开始真正走进 " 光 " 里。
自去年 10 月首次推出 ZeroFlap 光模块产品线以来,Credo 用一年时间把产品带宽从 800G 推向 1.6T。一起扩张的,还有 Credo 在模块内部能够自己掌控的技术环节——最新一代全 DSP 模块首次集合了 200G/lane 的 Cardinal DSP、收购 DustPhotonics 后拿下的 Kfir200 SiPho PIC(Silicon Photonics Photonic Integrated Circuit,硅光光子集成芯片),以及 PILOT 诊断分析平台。
这场对光的押注离不开 Credo 对市场的观察。9 月的新品发布会上,Credo 中国销售副总裁杨学贤分享了对过去一年行业变化最深的体感:单颗 GPU 的性能增速已经追不上 AI 需求,越来越大的算力缺口,需要依靠连接更多 GPU 来填。
当行业关注点也因此从 " 一颗 GPU 有多快 ",转向 " 如何把更多 GPU 连成一个更大的计算系统 " 时,对光模块的端到端整合成为 Credo" 系统级互联 " 思路最生动的注脚。
而 Credo 究竟如何一步步把这些能力收进同一只光模块,还得从它最熟悉的 DSP 讲起。
200G/lane 之后,DSP 开始「量体裁衣」
8 年来,数百万颗 Credo DSP 涌入大型数据中心,背后是七代架构的持续迭代,以及 50G/lane、100G/lane 和 200G/lane 三档产品的长期出货。
Credo 销售与光产品营销副总裁 Chris Collins 介绍,目前 50G 单通道 DSP 仍颇受青睐,与此同时 Credo 也正在向 400G/lane 推进。
那么,这颗能被大量采用的 DSP,到底在光模块里承担什么角色?
答案是高速信号的 " 修复站 "。以传统全 DSP 光模块为例,当上游电芯片送来的高速电信号经过长途跋涉的传输后想要转为光时,可能会出现衰减、失真等情况,此时守在光模块电侧入口的 DSP 负责修整信号,再交由模块里的光器件处理;反过来光转电时,从光信号恢复出来的电信号也要经过 DSP 处理,继而才重新送回至电芯片。
但进入 800G、1.6T 的高带宽时代,光模块传输能力愈发强悍的同时,内部架构也由于功耗等压力开始出现分化—— LRO(Linear Receive Only,线性接收光模块)只保留发送端的 DSP,LPO(Linear Pluggable Optics,线性可插拔光模块)则完全去掉模块内所有 DSP。
模块的速率和架构越分越细,DSP 也很难再用少数几种规格覆盖所有场景。Chris 指出到了 200G/lane 这一代,一颗 8 × 200G DSP 用在 1.6T 全 DSP 光模块里正合适,但放进 1.6T LRO,为了接收端保留的能力将明显成为功耗负担;用于 4 × 200G 的 800G 模块,成本又显得过高。
因此,Credo 最新一代全 DSP 模块 Cardinal 802,区别于行业普遍的 8 通道单 Die 方案,采用 4 × 200G 设计,兼顾 800G 和 1.6T 全 DSP 场景。作为最早押注 LRO 的 DSP 厂商之一,Credo 还另外推出针对发送侧处理需求设计的 DSP。
Chris 还专门解释了 Credo 选择 LRO 方案的原因:到了 200G/lane 这样的高速链路,信号本身已经很难跑,光器件损伤、长距离信道带来的失真都需要均衡和补偿。如果像 LPO 一样把 DSP 全部拿掉,这些问题就更多要靠整条链路自己扛,留给系统出错的余地很小。
更有意思的是,今天的 DSP 也不只负责实时处理高速信号,Credo 也在给 DSP 增加 " 体检 " 能力。FEC(Forward Error Correction,前向纠错)统计、MPI(Multipath Interference,多路径干扰)、误码率等运行数据,都可以由 DSP 持续采集,再交给 Credo 自家的 PILOT 诊断平台分析。
功能可以增加,但 DSP 最终仍是一颗要在功耗、面积和性能之间做取舍的芯片。两年前开始注意到 5nm 供应趋紧后,Credo 开始讨论能否把部分产品重新迁回 7nm,同时尽量维持原有的功耗和性能。
今年与 Cardinal 同期推出的 100G/lane Robin 就是这一思路的结果。不过,相比采用 5nm 的上一代 100G/lane Lark,Robin 虽然没使用 5nm,却把原本独立存在的 Driver ——负责放大 DSP 输出的高速电信号的驱动芯片,直接集成进 DSP,封装占板面积缩小接近一半。
据 Chris 介绍,上一代 Lark 单颗 DSP 功耗约 5.5W,加上外置 Driver 后至少达到约 6.5W;Robin 把两者集成后,整体功耗仍维持在相近区间。
从 DSP 到 PIC,Credo 押注系统整合
不想只站在电与光的交界处的 Credo,还在继续扩张光模块的业务版图,将负责调制和接收光信号的硅光芯片收入囊中。
被补上的关键拼图来自今年收购的 DustPhotonics。这家长期为数据中心高速光互连开发 PIC 及激光集成技术的公司,让 Credo 一口气拿到了两种硅光方案:既可以把激光器直接集成到 PIC 上,让光源与硅光芯片贴得更近;又保留标准版 PIC,让模块厂自行选择光源类型。
但无论激光器放在哪里,发出的光最终都要进入硅光电路,此时中间的传输难免会损失一部分光。Credo 强调的 L3C(Low Loss Laser Coupling,低损耗激光耦合)技术,就是为了降低这部分损耗。
基于此,同样只用一颗激光器,更多的光还能继续分给多条通道。以 8 通道方案为例,Credo 不需要配备 8 颗单通道激光器,而是可以选择只用两颗激光器分别给 4 条通道供光,在减少激光器数量的同时,也降低了功耗、成本和散热压力。
这一能力也应用于更大的光引擎。Chris 在现场还展示了向 16 通道、32 通道 PIC 扩展的方案,并指出 Credo 的目标场景包含传统可插拔光模块、NPO(Near-Packaged Optics,近封装光学)和 CPO(Co-Packaged Optics,共封装光学)。
对于前两种仍可以独立更换光模块或光引擎、不必过多担心激光器内置后影响整体运作的方案来说,L3C 也支持它们更加大胆地选择将激光器收进光引擎里,保障内置光源与硅光电路之间的低损耗连接。
除此之外,L3C 也为激光器选型留出了更多空间。Chris 称,Credo 已经完成对美国、中国和日本多家供应商已有激光器的适配验证,在供应紧张时,客户可以拥有更多替代来源。
收购 DustPhotonics,对 Credo 的意义并不止于多了一项光设计和制造能力。在 Chris 看来,过去光模块厂可以分别采购 DSP 和 PIC,但两颗芯片放在一起未必就能直接工作——接口、信号、功耗和固件都需要重新联调,出了问题还得在不同供应商之间来回排查。
现在同时拥有 DSP 和 PIC,Credo 有机会把这部分适配和验证提前完成。原本独立的芯片,也由此被集成为一套提前磨合好的电光组合。再叠加已有的 SerDes IP、AEC(Active Electrical Cable,有源电缆)等能力,Credo 显然不准备让自己只死磕光模块,更长的 AI 数据中心互联链路,才是它真正想抵达的地方。
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