AI Data Center 光互连的新分岔:XPO 与 CPO 的空间重构

AI 基础建设正在被「空间与热密度」重新定义
當 AI 運算規模快速擴展,資料中心的瓶頸已經不再只是算力或頻寬,而是逐漸轉向更底層的物理限制。而系統設計正在從「電、訊號效率」轉向「空間與熱的協同設計」,在交換機層級,這種轉變最明顯地體現在兩種架構路徑的出現:XPO 與 CPO。
| XPO:延伸 Pluggable 架构的高密度演进 | CPO:极致整合的光互连路径 |
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相较之下,eXtra-dense Pluggable Optics(XPO)则选择另一条路径。 它并未改变 pluggable 的基本架构,而是在既有生态系之上进行密度与散热能力的扩展。 设计目标集中在:
XPO 的本质更接近: 在不改变系统架构的前提下,最大化现有空间的使用效率。 这使得 XPO 在 AI Data Center 中,更容易被导入到既有供应链与系统设计之中。 |
Co-Packaged Optics 的核心概念,是将光学元件直接整合至 ASIC 封装附近,缩短高速电讯号的传输距离。
设计目标集中在:
CPO 是一种「封装级整合策略」,透过高度整合来重构 PCB 上的电讯号路径。 然而,随着整合程度提升,也同步带来更高的制造与维护挑战。 因此 CPO 更偏向一种「极致效率导向」的架构方向。 |
两种架构其实指向同一个问题!
虽然 XPO 与 CPO 在技术路径上不同,但它们的本质并不是竞争,而是针对同一瓶颈的不同解法。
这个共同问题是:如何在有限 PCB 与 front panel 空间内,同时容纳高速光互连、功率消耗与散热需求。
在这个框架下:


两者分别从不同角度回应 AI 系统的物理极限。
AI Data Center市场目前趋势
目前产业普遍认为,在短中期内,XPO、NPO(Near-Packaged Optics)以及各类 Pluggable Optics 架构,仍将是 AI Data Center 的主流方向,并持续朝更高频宽与更高密度快速演进。
其原因在於,模組化架構目前仍具備較高的:
- 系统可维护性
- 供应链弹性
- 部署成熟度
- 大规模扩展效率
然而,随着 switch ASIC bandwidth 与 SerDes lane speed 持续提升,PCB 上的高速 electrical path 将面临更高的:
- signal loss
- power consumption
- routing complexity
- thermal density
在此情况下,CPO(Co-Packaged Optics)透过缩短 electrical interconnect distance 与提升封装整合效率,未来可能在 ultra-high bandwidth AI systems 中逐步提高重要性。
不过,目前市场更倾向认为
XPO 与 CPO 并非彼此取代的关系,而是可能在不同频宽世代、系统规模与部署场景下长期共存。
供应链进入新的分工阶段?
随着 XPO 架构的普及,产业价值链也正在重组。
除了光学设计本身之外,以下能力变得同样关键:
- 高功率电源传输设计(Power Delivery)
- 液冷与水冷板结构设计
- 高密度机构整合能力
- 高速连接与电流传输设计
在这样的趋势下,Nextron 所具备的制造能力,可以自然延伸至 XPO module 生态系中,特别是在:
- AI伺服器电源传输集成
- 液冷冷板制造
- 高速大电流互连设计
人工智慧基础设施机电集成等领域,提供从设计到量产导入的技术支援。
参考文献
XPO / High-Density Pluggable Optics
l Introducing XPO: Pluggable Optics for AI Networking
l XPO vs CPO: The Trade-offs Between Speed, Power, and Modularity in Next-Gen AI Networking
CPO / Co-Packaged Optics