基础概念与光互连架构

光计算 / 光 NoC

Optical Computing / Optical Network-on-Chip
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定义

用光完成计算或芯片内部互连的探索方向。

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传输距离由近及远 · 越靠左,光越难打进(成本与功耗越不划算)<1mmcm 级1–3m5–100m0.5–10km10–80km+芯片间 / 芯粒间光 I/O · OIO · UCIe 之上的光延伸最前沿,尚未规模商用封装内与板内CPO / NPO / OBO 光引擎2026 交换机侧已量产机架内DAC / AEC 铜方案为主,光在渗透2–3m 是铜的最后阵地机架间可插拔 800G / 1.6T 模块当前绝对主力战场园区与城域FR / LR · DWDM · 相干模块DCI 与算力调度落点跨数据中心ZR / ZR+ 相干 · Scale-across空芯光纤在这里最有价值同一张图也解释了「铜退光进」的顺序:替代从右往左发生,越往左越难,因为短距下光的成本与功耗优势被抵消。
光互连的距离层级 光互连按传输距离分成六个层级。判断任何一个新术语的价值,先问它落在哪一层——落在越左边,技术越前沿但商业化越晚;落在「机架间」这一层,才是当下真正在出货的量。

说明

光计算指用光来完成运算本身(如矩阵乘法、卷积),光 NoC(Network-on-Chip)则指在芯片内部用光网络替代电总线做片内互连。两者常被一起讨论,但性质完全不同。

光 NoC 是光互连光谱上最激进的一端,目标是解决多核/多芯粒芯片内部的数据搬运瓶颈;它的工程障碍在于光源集成、光路损耗随规模增长、以及封装内的散热。目前仍以研究与原型为主。

光计算在特定算子(尤其线性代数类)上具备理论优势,但受限于缺少可级联的光存储与光非线性器件,通用算力场景尚未落地。写稿时需要严格区分「光互连」与「光计算」,这两者经常被混为一谈,但产业成熟度相差极大。

关键数字

片内光 NoC 的作用尺度
研究阶段两者当前的产业成熟度

关键要点

  • 光 NoC 关注芯片内部多核之间的光互连,与光 I/O 思路一脉相承。
  • 仍处早期探索阶段,距离规模商用较远,但会持续吸收光互连的器件与封装成果。

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