在AI算力需求持续攀升的背景下，数据中心架构正经历深刻变革。据行业研究机构TrendForce集邦咨询分析，英伟达下一代GPU设计将重点突破芯片互连密度与数据传输速率瓶颈，其中机柜内芯片互连（Scale-Up）与跨机柜大规模互连（Scale-Out）已成为数据中心规划的核心方向。传统铜缆方案因物理特性限制，在超大规模数据搬运场景中逐渐显露颓势，而光学传输技术凭借其独特优势正获得产业界广泛关注。
以英伟达NVLink 6通信协议为例，其单通道400G SerDes设计虽实现单GPU 3.6TB/s的带宽极限，但铜缆方案在高频传输下信号衰减问题显著。当传输距离超过1米时，电信号质量急剧下降，这一缺陷在跨机柜互连场景中尤为突出。以英伟达576 GPU集群为例，该系统由八组NVL72机柜组成，传统铜缆方案根本无法满足如此规模的互连需求。相比之下，光学传输通过波分复用（WDM）技术，可在单根光纤内实现多波长并行传输，传输密度较铜缆方案提升数个量级。
面对技术变革，全球主要云端服务商已启动光学传输方案研发。英伟达在半导体封装领域与台积电展开深度合作，通过COUPE 3D封装技术将逻辑芯片与硅光芯片垂直堆叠，集成200G PAM4微环调变器（MRM）。这种设计在保持芯片小型化的同时，将光引擎带宽密度提升至新高度。为确保关键零部件供应，英伟达近期向Lumentum与Coherent各注资20亿美元，并签订多年期采购协议，锁定先进激光器与光学元件的优先供货权。
技术演进路线图显示，硅光与CPO（共同封装光学）技术将分阶段导入数据中心。TrendForce集邦咨询预测，2026年AI数据中心光模块市场中CPO渗透率仅约0.5%，但随着封装技术成熟，跨机柜Scale-Up光互连有望在英伟达Rubin Ultra或Feynman世代实现商用。该机构同时指出，到2030年硅光CPO在AI数据中心的渗透率可能突破35%，期间Optical I/O等新型光学互连技术也将陆续进入市场。这场由算力需求驱动的技术变革，正在重塑全球数据中心基础设施的底层架构。
