就在上個(gè)月，英偉達(dá)創(chuàng)始人黃仁勛生動(dòng)描繪了這樣一個(gè)愿景：“未來的AI工廠 ，不止要大 ，還要能把城市、國家乃至洲際的數(shù)據(jù)中心拼接起來。”
要實(shí)現(xiàn)這樣的愿景絕非易事 。現(xiàn)實(shí)情況是，AI數(shù)據(jù)中心在不斷擴(kuò)大規(guī)模的同時(shí) ，龐大的數(shù)據(jù)傳輸需求也帶來了更高的延遲和能耗問題 。就連英偉達(dá)自己也承認(rèn) ，跨數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)延遲是AI訓(xùn)練和計(jì)算面臨的重要挑戰(zhàn)。
2009年，彼時(shí)世界剛剛邁入移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代 ，諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)評(píng)委會(huì)如此形容當(dāng)時(shí)獲獎(jiǎng)的光通信技術(shù)：“光流動(dòng)在細(xì)小如線的玻璃絲中 ，它攜帶著各種信息數(shù)據(jù)傳遞向每一個(gè)方向，文本 、音樂 、圖片和視頻因此能在瞬間傳遍全球 。 ”
16年后的今天 ，OCS（Optical Circuit Switch ，光路交換機(jī)）——這一由光通信技術(shù)發(fā)展而來，能夠在光域內(nèi)直接完成信號(hào)交換的設(shè)備 ，正憑借其低延遲和低能耗的屬性 ，重新定義數(shù)據(jù)傳輸?shù)摹肮馑?”潛力 。
8月22日，英偉達(dá)宣布推出Spectrum-XGS以太網(wǎng)，為OCS提供了廣闊的應(yīng)用前景。這項(xiàng)被稱作“跨區(qū)域擴(kuò)展（scale-across）”的技術(shù) ，旨在將以太網(wǎng)的極致性能和規(guī)模擴(kuò)展至不同區(qū)域 ，打破建筑物的限制，把世界各地孤立的數(shù)據(jù)中心聯(lián)成一個(gè)“超級(jí)GPU ” 。
當(dāng)各地的數(shù)據(jù)中心被同一個(gè)以太網(wǎng)聯(lián)結(jié)起來 ，內(nèi)部數(shù)以十萬計(jì)的計(jì)算節(jié)點(diǎn)協(xié)同運(yùn)作 ，產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)延遲也成倍增加 。此時(shí)為維持計(jì)算穩(wěn)定，端口數(shù)多、帶寬大的OCS ，便更適用于數(shù)據(jù)中心間的上層網(wǎng)絡(luò)交換。
▌為什么是OCS？
在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中 ，傳統(tǒng)交換機(jī)好比一位“翻譯官 ”，將輸入的光纖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)進(jìn)行處理 ，待處理完畢后 ，再將電信號(hào)重新轉(zhuǎn)換回光信號(hào)進(jìn)行輸出，整個(gè)過程耗時(shí)又費(fèi)力 。其中 ，較為人熟知的進(jìn)階版本是采用CPO（光學(xué)共封裝系統(tǒng)）交換機(jī) ，該技術(shù)通過將光引擎與交換芯片集成在同一基板上，從而實(shí)現(xiàn)電信號(hào)與光信號(hào)之間的高效轉(zhuǎn)換和傳輸 。
然而，當(dāng)傳輸數(shù)據(jù)量呈指數(shù)級(jí)增長時(shí) ，作為基于現(xiàn)有電交換架構(gòu)的升級(jí)方案 ，CPO難免顯得力不從心。
相比之下，OCS則是構(gòu)建出一條截然不同的技術(shù)路徑 ，其通過重構(gòu)光信號(hào)本身的物理路徑 ，直接消除了光電轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié) 。若將CPO交換機(jī)比作光信號(hào)的“高速公路”，那么OCS則更像是“光的立交橋 ”——在面對擁堵時(shí) ，與其單純提升速度 ，不如開辟全新的道路 。
在2023年的一篇論文中，谷歌研究人員通過計(jì)算發(fā)現(xiàn) ，OCS硬件部分和相關(guān)光纖組件成本低于整個(gè)超級(jí)計(jì)算系統(tǒng)成本的5% ，且功耗低于系統(tǒng)總功耗的3%，展現(xiàn)出成本與效能優(yōu)勢。于是 ，谷歌立刻在其Jupiter數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中大量引入了OCS ，成為全光交換領(lǐng)域“飲頭啖湯 ”的玩家。
對新技術(shù)的大膽押注令谷歌贏得了獎(jiǎng)賞 。根據(jù)半導(dǎo)體分析機(jī)構(gòu)SemiAnalysis的報(bào)告，谷歌的OCS定制化網(wǎng)絡(luò)使其整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的吞吐量提升了30%，功耗降低了40% ，數(shù)據(jù)流完成時(shí)間縮短了10% ，網(wǎng)絡(luò)宕機(jī)時(shí)間減少了50倍，且資本開支減少了30% 。
更重要的意義在于 ，巨大的效用讓市場看到了OCS的潛力。市場調(diào)研機(jī)構(gòu)Cignal AI認(rèn)為 ，除了谷歌外，2025年之后會(huì)有更多廠商投資于OCS領(lǐng)域 ，考慮到OCS在數(shù)據(jù)中心核心層 、人工智能集群等部署量有望持續(xù)增長 ，預(yù)計(jì)到2029年市場規(guī)模有望超過16億美元 。國盛證券更是直言，OCS有望引領(lǐng)下一個(gè)光子通信時(shí)代 。
▌巨頭紛紛入場
無論OCS未來成長空間幾何 ，至少 ，巨頭們已經(jīng)有所動(dòng)作。
2025年7月，開放計(jì)算項(xiàng)目（OCP）宣布成立OCS子項(xiàng)目 ，該項(xiàng)目旨在推動(dòng)開放式光交換技術(shù)協(xié)作 ，推動(dòng)OCS向開放化 、標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展，從而形成全球范圍的行業(yè)規(guī)范 。項(xiàng)目初始成員包括Lumentum、谷歌 、微軟 、英偉達(dá)、Coherent 、iPronics等 。
值得一提的是，作為上述項(xiàng)目的領(lǐng)導(dǎo)者 ，Lumentum已在OCS上賺到“第一桶金”。在第二季度業(yè)績會(huì)上 ，Lumentum表示，OCS業(yè)務(wù)已實(shí)現(xiàn)向兩家超大規(guī)模云廠商出貨 ，第三家超大規(guī)模客戶即將出貨 。公司將加速擴(kuò)充OCS生產(chǎn)能力 ，預(yù)計(jì)相關(guān)業(yè)務(wù)未來有望帶來數(shù)億美元的收入貢獻(xiàn) 。
國內(nèi)方面，華為推出了數(shù)據(jù)中心全光交換機(jī) Huawei OptiXtrans DC808 ，其采用MEMS技術(shù) ，可實(shí)現(xiàn)高速且穩(wěn)定的全光交換。在前不久舉行的日本Interop Tokyo 2025展上，這款產(chǎn)品還獲得了Best of Show Award特別獎(jiǎng) 。
當(dāng)然 ，光是這些進(jìn)展并不意味著OCS已經(jīng)高枕無憂 ，其中仍存在亟需全行業(yè)共同參與 、合力解決的問題 。從技術(shù)層面來看，OCS并非對CPO等光電交換方案的全方位替代。如英偉達(dá)在OCP EMEA 2025大會(huì)上所言 ，當(dāng)前光交換機(jī)的制造成本仍顯著高于電交換機(jī) ，當(dāng)兩個(gè)方案（CPO和OCS）配合起來，功耗才可以進(jìn)一步降低。
就連OCS領(lǐng)域本身也還存在方案之爭，目前在MEMS、數(shù)字液晶DLC 、壓電陶瓷直接光束偏轉(zhuǎn)DBS三條技術(shù)路徑中 ，MEMS方案的核心應(yīng)用客戶為谷歌 ，參與廠商數(shù)量也較多；DLC方案目前主要由Coherent研發(fā)，已經(jīng)在逐步導(dǎo)入CSP的供應(yīng)鏈；DBS方案為Polatis的獨(dú)家技術(shù) ，目前仍未成熟 。
中信證券提醒道 ，AI數(shù)據(jù)中心使用OCS仍處在早期階段，大部分廠商仍在積極研發(fā) 。OCS技術(shù)路線可行性高 ，優(yōu)勢明顯 ，未來增長確定性較強(qiáng)，建議對整機(jī) 、核心器件、光學(xué)零部件等全產(chǎn)業(yè)鏈保持關(guān)注。
（文章來源：財(cái)聯(lián)社）
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