Copper vs Fiber สำหรับศูนย์ข้อมูล AI: กรณีการใช้งานที่ดีที่สุด

AI data center using copper inside racks and fiber between rows@hengtongglobal

ในช่วงปีที่ผ่านมา เรื่องที่ดังที่สุดในการเชื่อมต่อศูนย์ข้อมูล AI คือเรื่องออปติก Silicon Photonics, Co-Packaged Optics (CPO) และปลั๊กเสียบได้ 1.6T ได้รับการเสนอชื่อให้เป็นอนาคตที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ ในขณะที่ Direct Attach Copper (DAC) ถูกตัดออกไปอย่างเงียบๆ ภาพที่ปรากฏใน Nvidia GTC 2026 และในการอัปเดตแผนงานจาก Broadcom และไฮเปอร์สเกลเลอร์หลักๆ นั้นมีความแตกต่างกันมากขึ้น: ทองแดงและไฟเบอร์คาดว่าจะอยู่ร่วมกันเป็นเวลาอย่างน้อยหลายปีข้างหน้า โดยแต่ละฝ่ายจะทำสิ่งที่ดีที่สุด

สำหรับผู้ผลิตสายเคเบิลใยแก้วนำแสง การอยู่ร่วมกันนี้ไม่ใช่อุปสรรค มันเป็นปัญหาสเปคที่คมชัดกว่า คำถามนี้ไม่ใช่ "ทองแดงหรือไฟเบอร์" อีกต่อไป แต่เป็น "ฟิสิกส์ของสายเคเบิลใดที่ตรงกับส่วนของคลัสเตอร์ AI และเราจะออกแบบโรงงานวางสายเคเบิลที่ยังคงอัปเกรด-พร้อมผ่าน 800G, 1.6T และใช้งานหลัก-แบบกลวงในท้ายที่สุดได้อย่างไร" งานชิ้นนี้แสดงให้เห็นว่าเราคิดอย่างไรเกี่ยวกับเรื่องนั้น โดยพิจารณาจากสิ่งที่เราเห็นโครงการเดินสายศูนย์ข้อมูลที่พร้อมใช้ AI-วันนี้.

เหตุใดทองแดงจึงยังอยู่ในภาพสำหรับการปรับขนาด-ลิงก์ที่เพิ่มขึ้น

ภายในแร็คเดียวหรือข้ามแร็คสองอันที่อยู่ติดกัน ฟิสิกส์ยังคงชอบทองแดง สายเคเบิล Passive DAC ทำงานได้ดีที่ประมาณหนึ่งถึงสองเมตรที่ 100G ต่อเลน ซึ่งเกินกว่านั้นการลดทอนสัญญาณจะกลายเป็นปัจจัยจำกัด Active Electrical Cables (AEC) ขยายขอบเขตการเข้าถึงโดยการรวมชิปรีไทม์เมอร์เข้ากับชุดสายเคเบิล ซึ่งทำให้ลิงก์ 800G ที่มีระยะเข้าถึงสั้น-สามารถยืดออกไปได้ประมาณห้าถึงเจ็ดเมตรในการใช้งานจริง และขยายออกไปอีกในการสาธิตในห้องปฏิบัติการบางแห่ง

ส่วนขยายนั้นเพียงพอที่จะครอบคลุม-GPU แร็คภายใน-ถึง-เส้นทางการสลับในการออกแบบแร็คคลาส NVL- ปัจจุบันส่วนใหญ่ และโดยปกติแล้วจะทำเช่นนั้นด้วยต้นทุนที่ต่ำกว่าและกำลังไฟต่อ-ต่อพอร์ตต่ำกว่าโมดูลออปติคัลที่เทียบเคียงได้ การจัดเฟรมสาธารณะของ Jensen Huang ที่ GTC 2026 - ทองแดงเพื่อขยาย- ขึ้น และเลนส์เพื่อขยายขนาด - ออก - สะท้อนถึงการแลกเปลี่ยน- ข้อเสียมากกว่าการถอยจากโฟโตนิกส์ Broadcom ได้แสดงความคิดเห็นที่คล้ายกันเกี่ยวกับลูกค้า XPU ที่เลือก DAC ผ่านรุ่น 400G SerDes อีกครั้งด้วยเหตุผลด้านพลังงานและต้นทุน สำหรับทีมที่ต้องการไพรเมอร์ที่ลึกยิ่งขึ้นเมื่อการเชื่อมต่อระหว่างทองแดงเหมาะสมแล้วคู่มือสายเคเบิล DAC สำหรับการเชื่อมต่อระหว่างศูนย์ข้อมูลครอบคลุมรายละเอียดระดับสายเคเบิล-

หมายเหตุเกี่ยวกับตลาด AEC: Credo Technology ได้รับการรายงานอย่างกว้างขวางว่าเป็นซัพพลายเออร์ที่โดดเด่นของซิลิคอนรีไทเมอร์ AEC โดยตัวเลขมักอ้างถึงในช่วงเปอร์เซ็นต์ที่สูง 80 ตามการประมาณการของ 650 Group เราตั้งค่าสถานะว่าตัวเลขเหล่านี้หมุนเวียนในการรายงานรองมากกว่าข้อมูลที่ใช้ร่วมกันที่ได้รับการตรวจสอบ และเรื่องราวความน่าเชื่อถือแบบ "zero link flap" แม้จะซ้ำซากบ่อยครั้งในการออกแบบไฮเปอร์สเกล แต่ก็เป็นเรื่องราวของการใช้งานมากกว่าคุณสมบัติสากลของทองแดงเมื่อเทียบกับใยแก้ว

Short-reach copper links inside and between adjacent AI racks@hengtongglobal

ที่ที่ไฟเบอร์ยังคงชนะในศูนย์ข้อมูล AI

ความได้เปรียบในการเข้าถึงของ Copper จบลงโดยประมาณที่แถวแร็คเดี่ยวทำได้ เมื่อลิงก์จำเป็นต้องข้ามทางเดิน เชื่อมต่อกลับไปยังกระดูกสันหลังหรือชั้นการรวมตัว หรือไปถึงห้องโถงอื่น ไฟเบอร์จะเป็นสื่อกลางที่ใช้งานได้จริงเพียงอย่างเดียว สถานการณ์บางส่วนที่เราเห็นไฟเบอร์ที่ถูกเลือกในการออกแบบคลัสเตอร์ AI อย่างต่อเนื่อง:

ปรับขนาด-ผ้าระหว่างชั้นวางและห้องโถงออพติคแบบเสียบได้ในโหมดเดี่ยว-หรือไฟเบอร์มัลติโหมด OM4/OM5 มีอิทธิพลเหนือที่นี่เนื่องจากทองแดงไม่สามารถบรรทุก 800G เกินไม่กี่เมตรได้หากไม่มีการฟื้นฟูที่ทำงานอยู่ จำนวน-ไฟเบอร์-สูงMPO/MTP trunk และชุดประกอบฝ่าวงล้อมดำเนินการรับส่งข้อมูลส่วนใหญ่ในห้องโถง AI ที่ทันสมัย
ระยะไกลและ DCIสำหรับคลัสเตอร์ GPU- ระดับวิทยาเขต งานฝึกอบรม AI ที่ครอบคลุมอาคารหลายแห่ง หรือการเชื่อมต่อระหว่างศูนย์ข้อมูล ไฟเบอร์โหมดเดี่ยว-สูญเสียต่ำ-เป็นพิเศษ เช่นG.654.Eให้งบประมาณการลดทอนต่ำสุดและมีพื้นที่ว่างที่ดีที่สุดสำหรับการปรับคำสั่งที่สูงกว่า-
อนาคต-พิสูจน์โรงวางสายเคเบิลส่วนประกอบที่เป็นทองแดงนั้นเชื่อมโยงกับความเร็วและระยะการเข้าถึงเฉพาะ ปัจจุบัน Fiber Trunk ที่ติดตั้งที่ OM4 หรือโหมดเดี่ยว- โดยทั่วไปสามารถบรรทุกตัวรับส่งสัญญาณได้หลายรุ่น ตั้งแต่ 400G ถึง 800G และไปเป็น 1.6T โดยไม่ต้องดึงสายเคเบิลใหม่
ความหนาแน่นความร้อนและพลังงานที่เข้าถึงได้เมื่อชั้นวาง AI ดันไปที่ 120–200 kW การจัดการความร้อนและการโค้งงอของโรงงานเคเบิลใน-ถาดที่มีความหนาแน่นอยู่แล้วจะกลายเป็นข้อจำกัดที่แท้จริง หน้าตัดที่เล็กกว่า-ของ Fiber และน้ำหนักที่เบากว่ามีความสำคัญมากกว่าในศูนย์ข้อมูลองค์กรแบบคลาสสิก

กล่าวอีกนัยหนึ่ง ทองแดงได้ยึดคืนโซนแร็คภายใน-แล้ว แต่เมื่อลิงก์ข้ามแถวหรือจำเป็นต้องคงอยู่จากการรีเฟรชฮาร์ดแวร์ ไฟเบอร์ยังคงเป็นคำตอบที่ถูกกว่าตลอดอายุการใช้งานของโรงงาน

High-density fiber backbone with MPO MTP trunks in an AI data center@hengtongglobal

แผนงานออปติคัล: LPO, CPO และ Hollow-Core Fiber

ในด้านการมองเห็น มีการพัฒนาสามประการที่ควรค่าแก่การติดตามอย่างใกล้ชิด เนื่องจากจะเปลี่ยนแปลงสิ่งที่โรงงานเส้นใยต้องการการสนับสนุน

LPO (เลนส์เชิงเส้นแบบเสียบได้)LPO จะลบ DSP ออกจากตัวรับส่งสัญญาณ และปล่อยให้ซิลิคอนโฮสต์จัดการการปรับสมดุล ซึ่งสามารถลดพลังงานของโมดูลลงได้ประมาณ 40–50% ที่ 800G ที่แอลพีโอ เอ็มเอสเอเผยแพร่ข้อกำหนด 100G-ต่อ-ช่องทางในเดือนมีนาคม 2025 ซึ่งช่วยให้มีการสนับสนุนผู้จำหน่ายในวงกว้างมากขึ้น LPO ไม่ใช่การแทนที่แบบสากลสำหรับงบประมาณลิงก์ออปติก - ที่ใช้ DSP - และข้อกำหนดด้านการปรับสมดุลของโฮสต์-จะจำกัดในตำแหน่งที่พอดี - แต่สำหรับ-ขนาดการเข้าถึง-ในระยะสั้นในห้องโถง LPO จะสามารถทำงานได้มากขึ้น

CPO (Co-แพ็คเกจจักษุ)แม้ว่าจะมีการกล่าวขานกันอย่างต่อเนื่อง แต่การบูรณาการ CPO ขนาดใหญ่-เพื่อขยายขนาดลิงก์- ดูเหมือนจะเป็นเหตุการณ์ในช่วงปลาย-ของทศวรรษ แผนงานสาธารณะในปัจจุบันของ Nvidia ชี้ให้เห็นถึงขนาดที่มีความหมาย-ในการเพิ่มการนำเลนส์มาใช้ประมาณปี 2028 ซึ่งช้ากว่าที่นักลงทุนจำนวนมากคาดไว้ในปี 2024–2025 ความล่าช้านั้นสอดคล้องกับ-กรอบทองแดงและ-กรอบกระจก: -ขนาดตาม AEC- ที่เพิ่มขึ้นในปัจจุบันนั้นดีพอที่อุตสาหกรรมยังไม่ถูกบังคับให้รับภาระผลตอบแทน CPO และความเสี่ยงในการให้บริการ

เส้นใยแกนกลวง- (HCF)โดยการนำแสงผ่านอากาศเป็นหลักแทนที่จะเป็นซิลิกาเส้นใยแกนกลวง-ลดเวลาแฝงในการแพร่กระจายลงประมาณหนึ่งในสาม และขจัดความบกพร่องที่ไม่เป็นเชิงเส้นซึ่งจำกัด-ความสามารถในการลากจูงระยะไกลได้เป็นส่วนใหญ่ นั่นสำคัญสำหรับกรณีการใช้งานที่เกิดขึ้นใหม่สองกรณี: เวลาแฝง-เครือข่ายการซื้อขายทางการเงินที่มีความละเอียดอ่อน ซึ่ง Microsoft และไฮเปอร์สเกลเลอร์อื่นๆ ได้ปรับใช้ HCF แล้ว และคลัสเตอร์ AI ขนาดใหญ่มากซึ่งเวลาแฝงในการซิงโครไนซ์ระหว่างโหนดการฝึกอบรมเริ่มส่งผลกระทบต่อปริมาณงาน HCF ยังคงมีราคาแพงกว่าไฟเบอร์โหมดเดี่ยว-มาตรฐานอย่างมาก โดยมีการกำหนดราคาในสกุลเงินที่แตกต่างกันและช่วงจากแหล่งที่มา ดังนั้นทีมจัดซื้อควรตรวจสอบใบเสนอราคาของผู้ขายโดยตรง แทนที่จะอาศัยตัวเลขพาดหัว

กรอบการทำงานที่ใช้งานได้จริง: เมื่อใดจึงควรเลือกทองแดงและไฟเบอร์

จากงบประมาณลิงก์ศูนย์ข้อมูล AI โดยทั่วไปในปี 2026 เส้นทางการตัดสินใจเริ่มต้นที่สมเหตุสมผลจะมีลักษณะดังนี้:

ภายในชั้นวาง- ต่ำกว่า 2 ม. 800G:Passive DAC มักจะเป็นตัวเลือกที่เหมาะสม ต้นทุนต่ำสุด กำลังไฟต่ำที่สุด ไม่ต้องใช้ตัวตั้งเวลา
ภายใน-ชั้นวางถึงชั้นวางที่อยู่ติดกัน 3–7 ม. 800G:AEC มีการแข่งขันสูงโดยที่การออกแบบมีความเสถียรและระยะการเข้าถึงอยู่ภายในข้อกำหนดจำเพาะของรีไทม์เมอร์ เมื่อเกินออกไปประมาณเจ็ดเมตร เลนส์จะเริ่มดูดีขึ้นเมื่อพิจารณาจากต้นทุนการเป็นเจ้าของทั้งหมด
สวิตช์ระหว่าง-แร็ค ข้ามแถวหรือไปตรงกลาง-ของ-สวิตช์แถว:ออปติกแบบเสียบได้บน OM4/OM5 หรือไฟเบอร์โหมดเดี่ยว- LPO คุ้มค่าที่จะประเมินว่าโฮสต์ซิลิคอนสนับสนุนที่ใด และงบประมาณลิงก์มีจำกัดเพียงพอที่จะทำให้การประหยัดพลังงาน 40–50% นั้นมีความหมาย
หอพักข้าม- วิทยาเขต หรือ DCI:ไฟเบอร์โหมดเดี่ยว-ที่มีการสูญเสีย-ต่ำ-เป็นพิเศษ G.654.E หรือ G.652.D สำหรับบิลด์ใหม่ MPO/MTP pre-trunks ช่วยให้การติดตั้งและการอัปเกรดในอนาคตง่ายขึ้น
เวลาแฝง-คลัสเตอร์ซิงโครไนซ์ที่สำคัญหรือใหญ่มาก:ประเมินเส้นใยแกนกลวง-ในลิงก์ที่เลือก แทนที่จะขายส่งทดแทน กรณีทางเศรษฐกิจมีความรุนแรงที่สุด โดยที่แต่ละไมโครวินาทีของเวลาแฝงหนึ่ง-ทางมีต้นทุนดาวน์สตรีมที่วัดได้

กรอบการทำงานนี้เป็นแบบมีเงื่อนไขโดยเจตนามากกว่าแบบสัมบูรณ์ การใช้งานจริงจะผสมสองหรือสามหมวดหมู่เหล่านี้ไว้ในห้องโถงเดียวกัน ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้มีโครงสร้าง{1}}ไม่เชื่อเรื่องพระเจ้าโซลูชันการเชื่อมต่อศูนย์ข้อมูลมีความสำคัญมากกว่าการเพิ่มประสิทธิภาพลิงก์ประเภทใดประเภทหนึ่ง

สิ่งนี้มีความหมายอย่างไรสำหรับทีมเดินสายศูนย์ข้อมูล

สำหรับทีมจัดซื้อ สถาปัตยกรรมเครือข่าย และทีมวิศวกรรมสายเคเบิล สิ่งที่นำไปใช้ได้จริงนั้นค่อนข้างเป็นรูปธรรม ขั้นแรก อย่า-ระบุทองแดงเกินกรอบที่เอื้อมถึง งบประมาณ AEC ที่เอื้อเฟื้อไม่สามารถทดแทนแกนหลักไฟเบอร์ที่เหมาะสมได้ เนื่องจากตัวรับส่งสัญญาณสองรุ่นถัดไปจะไม่ทำงานบนส่วนประกอบทองแดงเหล่านั้น ประการที่สอง ระบุเส้นทาง-ไฟเบอร์-สูงที่มี MPO/MTP บนแฟบริคขนาด- เนื่องจากความหนาแน่นของพอร์ตบนสวิตช์ AI จะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ประการที่สาม เลือกไฟเบอร์โหมดเดี่ยวที่สูญเสีย-ต่ำ-เป็นพิเศษ-สำหรับแบ็คโบนและเส้นทาง DCI ซึ่งคาดว่าโรงงานจะมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าการรีเฟรชตัวรับส่งสัญญาณสองหรือสามครั้ง ประการที่สี่ เริ่มประเมิน HCF แบบต่อ-ลิงก์สำหรับสถานการณ์ AI ที่มีความหน่วง-วิกฤตหรือระยะไกล- แทนที่จะรอ-ความพร้อมใช้งานตามวัตถุประสงค์ทั่วไป

พาดหัวไม่ใช่ว่าไฟเบอร์ตีทองแดงหรือไฟเบอร์นั้นกำลังสูญเสียกราวด์ เป็นที่ชัดเจนว่าขอบเขตระหว่างทั้งสองมีความคมชัดขึ้น และส่วนที่อยู่ด้านเส้นใยของขอบเขตนั้น - ขนาด-ออกไป การเข้าถึงระยะไกล ความสามารถในการรองรับในอนาคต - นั้นเป็นส่วนที่เติบโตเร็วที่สุดภายในศูนย์ข้อมูล AI

คำถามที่พบบ่อย

ทองแดงเข้ามาแทนที่ไฟเบอร์ในศูนย์ข้อมูล AI หรือไม่

ไม่ Copper ได้ยึดคืนโซน-การเข้าถึงภายใน-แร็คโซนที่สั้นมาก โดยส่วนใหญ่ผ่าน AEC แต่ทุกสิ่งที่เกินประมาณเจ็ดเมตรยังคงทำงานบนไฟเบอร์ เทคโนโลยีทั้งสองอยู่ร่วมกันในเลเยอร์ที่กำหนดแทนที่จะแข่งขันกันเพื่อลิงก์เดียวกัน

DAC และ AEC แตกต่างกันอย่างไร?

DAC เป็นทองแดงแบบพาสซีฟ ซึ่งจำกัดไว้ที่ประมาณหนึ่งถึงสองเมตรที่ 100G ต่อเลน AEC เพิ่มชิป retimer ภายในชุดสายเคเบิลเพื่อสร้างสัญญาณใหม่ โดยขยายออกไปได้ประมาณ 5 ถึง 7 เมตรที่ 800G โดยมีการปรับกำลังไฟเล็กน้อยเมื่อเทียบกับ DAC

เมื่อใดที่ฉันควรใช้ LPO แทนเลนส์แบบเสียบปลั๊กแบบเดิม

LPO คุ้มค่าที่จะพิจารณาเมื่อลิงก์สั้น ซิลิคอนโฮสต์รองรับการขับเคลื่อนเชิงเส้นตรง และการลดกำลังไฟถือเป็นสิ่งสำคัญ เมื่อขยายขอบเขตได้ไกลขึ้นหรือในกรณีที่อัตรากำไรขั้นต้นของโฮสต์มีค่าน้อย ระบบเสียบที่ใช้ DSP- ยังคงเป็นตัวเลือกที่ปลอดภัยกว่า

ไฟเบอร์แกนกลวง-พร้อมสำหรับการปรับใช้กระแสหลักแล้วหรือยัง

HCF อยู่ระหว่างการผลิตสำหรับกรณีการใช้งานเฉพาะ - โดยเฉพาะเครือข่ายทางการเงินที่มีเวลาแฝงต่ำ- และการปรับใช้ไฮเปอร์สเกลเลอร์ที่เลือก - แต่ยังไม่มีการกำหนดราคาหรือจัดหาในระดับที่แทนที่ไฟเบอร์โหมดเดี่ยว-มาตรฐานในสายเคเบิลขององค์กรทั่วไปหรือศูนย์ข้อมูล คาดว่าจะมีการขยายตัวอย่างค่อยเป็นค่อยไปไปสู่แกนหลักของคลัสเตอร์ AI ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า

ฉันควรระบุประเภทไฟเบอร์ใดสำหรับการขยายขนาดศูนย์ข้อมูล AI-

สำหรับการเชื่อมโยงภายใน-แบบสั้น มัลติโหมด OM4 หรือ OM5 พร้อม MPO/MTP Trunks ยังคงคุ้มค่า-ที่ 400G และ 800G สำหรับสิ่งใดก็ตามที่ข้ามอาคารหรือจำเป็นต้องบรรทุก 1.6T ขึ้นไป โหมด-เดี่ยวที่มีการสูญเสียต่ำ- G.652.D หรือการสูญเสีย-ต่ำมาก- G.654.E เป็นข้อกำหนดระยะยาว-ที่ปลอดภัยกว่า

ทองแดงไม่ได้รับผลกระทบจากความไวต่ออุณหภูมิจริงหรือ?

ส่วนประกอบทองแดงมีความไวน้อยกว่าต่อโหมดความล้มเหลวเฉพาะของ-โมดูล-ออพติคัลซึ่งบางครั้งอาจพบเห็นได้ภายใต้ความเครียดจากความร้อน แต่พวกมันก็ไม่สามารถต้านทานผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมได้ ความสมบูรณ์ของตัวเชื่อมต่อ การงอของสายเคเบิล และอายุการใช้งานยังคงมีความสำคัญ อาร์กิวเมนต์ความน่าเชื่อถือสำหรับลิงก์ทองแดงในระดับ-นั้นเกี่ยวกับพฤติกรรมระดับระบบ-ในชั้นวางที่หนาแน่น ไม่ใช่เกี่ยวกับทองแดงที่พิสูจน์ความล้มเหลวโดยพื้นฐาน-

ความรู้