「安格斯技術講座」搞懂 CPO 與 NPO

前言

嘿，你知道嗎？現在 AI 越來越厲害，大數據和超強運算也跟著大爆發！這讓資料中心面臨一個大挑戰：頻寬不夠用，電費也越來越貴！以前那種插拔式的光模組，傳輸距離一長，訊號就容易出問題，而且還很耗電。

為了搞定這些麻煩，CPO (Co-packaged Optics，光電共封裝) 和 NPO (Near-packaged Optics，近封裝光學) 這兩項超酷的新技術就登場啦！它們的目的很簡單，就是要把晶片和光學元件靠得更近，這樣傳輸速度就能飛快，耗電量也能大大降低。以下內容輕鬆聊聊這兩種技術有多厲害、有什麼不一樣喔！

1. CPO 與 NPO 是什麼？簡單來說就是這樣！

1.1 CPO (Co-packaged Optics，光電共封裝)

• 到底是什麼？ CPO 就像是把交換晶片 (ASIC) 和光學引擎 (Optical Engine) 這兩個好朋友，直接一起包裝在同一個「家」裡！想像一下，它們幾乎是手牽手、肩並肩地在一起，所以電訊號傳輸的距離短到只有幾毫米，超級近！
• 重點在哪？ CPO 的核心想法就是「全部整合在一起」！它要把光學元件和電路徹底融為一體，這樣就能徹底解決傳統電線連接時那些惱人的能量耗損和訊號不穩定的問題。所以，CPO 被大家看作是光電整合技術的**「最終型態」**，未來就是它的天下！

1.2 NPO (Near-packaged Optics，近封裝光學)

• 到底是什麼？ NPO 呢，就是一種「靠很近」的解決方案。它雖然沒有 CPO 那麼黏，但會把光學引擎和交換晶片放在同一塊電路板 (PCB) 上，只是沒有完全封裝在一起。比起以前那種插拔式的模組，NPO 已經把電訊號的傳輸距離大大縮短了，通常控制在 5 到 7 公分左右，是不是也進步很多？
• 重點在哪？ NPO 的主要考量是，在提供不錯的性能提升同時，又不會太難製造，而且維修起來也比較方便。所以，它被看作是從傳統光模組走向 CPO 的一個**「過渡階段」**，是個很實用的中間方案。

2. CPO 跟 NPO 各自有哪些厲害的地方？

2.1 CPO 的超級優勢

1. 超級省電！ 這是 CPO 最讓人驚豔的地方！因為光學元件和晶片靠得超近，高速傳輸時電力的消耗就少很多。對於 AI 資料中心這種「吃電怪獸」來說，CPO 簡直是救星，能有效解決「電費爆表」的問題，聽說可以省下 30% 甚至更多的電喔！
2. 速度快到飛起，頻寬超大！ CPO 能支持更高的單通道數據傳輸速度，未來甚至能達到 1.6Tb/s 或更高。而且它集成度高，讓交換機裡面能塞進更多光學端口，這樣整個網路的頻寬就大大提升，AI 時代的海量數據交換完全沒問題！
3. 訊號超穩，延遲超低！ 電路距離短，訊號就不容易衰減或失真，保證訊號品質棒棒的，錯誤率也低。同時，傳輸延遲也大大縮短，讓整個系統反應更快、更靈敏，這對 AI 運算來說可是非常重要的！
4. 省空間，體積小！ 把這麼多元件包裝在一起，晶片和設備的體積自然就變小了，這樣資料中心就能擺放更多設備，充分利用空間，再也不用擔心端口不夠用了！
5. 長期來看，還能省錢！ 雖然 CPO 初期生產成本比較高，但隨著技術越來越成熟、量產規模越來越大，它有望降低每位元傳輸的成本。因為它能減少對那些貴鬆鬆的低損耗電路板和外部連接器的依賴嘛！

2.2 NPO 的實用優勢

1. 更容易實現和部署！ 相較於 CPO，NPO 的集成難度沒那麼高，製造過程和供應鏈也比較成熟，所以它能更快地被市場接受和投入使用。
2. 維修方便，彈性大！ NPO 的光學引擎和交換晶片是分開的，如果哪個元件壞了，維修或更換起來就相對容易，這對資料中心的日常維護和運營成本來說，可是個大優點！而且，這樣也能有更多供應商的選擇，比較有彈性。
3. 顯著的性能提升！ 雖然 NPO 沒有 CPO 那麼「極致」，但它也能有效縮短電路傳輸距離，帶來顯著的功耗降低和訊號完整性提升，足以應付目前許多高速傳輸的需求了！
4. 現在就很有成本效益！ 在 CPO 還沒完全普及之前，NPO 的生產成本相對更有競爭力，更容易被市場接受和大規模採用，是個很實用的高性能選擇。

3. CPO 與 NPO 比一比，到底差在哪？

結論

總之，CPO 和 NPO 都是為了應對 AI 時代高速傳輸挑戰而生的關鍵技術。CPO 以其極致的集成度和性能優勢，被視為光電集成技術的終極方向，將在未來 AI 資料中心中扮演核心角色。而 NPO 則以其相對較低的實現難度和良好的性能提升，成為當前市場從傳統技術向 CPO 過渡的重要橋樑。這兩種技術互相配合，共同推動著光通訊技術在 AI 時代不斷創新和進步呢！