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高速铜缆和光模块怎么选?一米是铜缆的墙,二十千瓦是光模块的账

  • 更新时间 2026-11-11 18:38:13
高速铜缆和光模块怎么选?一米是铜缆的墙,二十千瓦是光模块的账

核心判断:高速铜缆和光模块不是二选一,是按距离分工——机柜内一至三米的互连用铜缆,机柜之间和跨机房用光模块。这条分界线由两个数决定:一是 224G 信号在铜缆里跑大约一米就撞上损耗墙;二是功耗,一根无源铜缆几乎不耗电,而一个 800G 光模块要吃掉约 14–16 瓦。英伟达 GB200 NVL72 整机柜互连用铜缆,一柜省下约 20 千瓦——这就是为什么 AI 机房里两种线越来越多,而不是谁取代谁。

读者收益:读完你能看懂一台 AI 服务器/机柜的互连方案里,哪段该是铜、哪段该是光,判断依据是什么,以及下一代平台上这条线往哪移。监控变量放在文末。

一、先把四个词说清楚

讨论铜和光,绕不开 SerDes(serializer/deserializer,串行器/解串器)——芯片里把并行数据变成高速串行信号再还原回来的电路,当前主流单通道速率是 224G PAM4(四电平脉冲幅度调制)。围绕它有四类线缆:

DAC(direct attach cable,直接连接铜缆/无源铜缆):一条铜线加屏蔽层,两端没有有源器件,信号靠芯片自己的 SerDes 驱动。ACC/AEC(有源铜缆):在缆内或接头里加了重定时器(retimer),把衰减的信号整形再发出去,分有源铜线(ACC)和有源电缆(AEC)两档。可插拔光模块:电信号转激光、走光纤、再转回来,800G、1.6T 指的就是这种。CPO(co-packaged optics,共封装光学):把光引擎直接和交换芯片封在一起,是光方案里最新的省电形态。

二、距离账:一米是铜缆的墙

速率越高,铜缆的插损越大,可用距离越短。Cadence 在 2023 年 7 月的技术分析里给过判断:224G 长距场景下,无源铜缆「可能无法超过 1 米」,实际部署中撑到 2–2.5 米已接近极限。2023 年 5 月英特尔与泰科(TE)演示过 224G PAM4 长距链路跑通 1 米 DAC;2026 年 5 月 Marvell 公布的 224G LR SerDes 把铜通道做到 2.5 米、误码率 1e-11——每往前推一米,都要靠更强的均衡和更粗的线径换。

降到 112G 通道的 800G 时代,余量宽松些:无源 DAC 约 3 米内可用,ACC 借约 2.5 瓦的有源均衡到 5 米左右,AEC 主流做到 5 米、部分方案到 7–9 米(线缆厂商 FS、Naddod 与 Marvell 的公开规格口径)。光模块则从 100 米起步,按模块型号可到 2 公里以上。结论一句话:3 米以内铜的天下,5 米是过渡带,再远只能光。

三、功耗账:一柜 20 千瓦的差距

距离之外,功耗才是 AI 机房真正的硬约束。英伟达 2024 年 10 月 15 日向 OCP(开放计算项目)贡献 GB200 NVL72 设计时披露:机柜内四个 NVLink 托盘用超过 5000 根无源同轴铜缆把 72 颗 GPU 连成一个域,总带宽 130 TB/s;无源铜缆不耗电,相比有源光互连每柜省约 20 千瓦。这是「柜内用铜」最硬的一笔账。

光这边,行业公开规格的量级:800G 可插拔模块单个约 14–16 瓦(OSFP 封装的散热容量口径,2025 年 12 月行业对比资料);1.6T 模块典型 18–25 瓦、高功率档到 33.5 瓦(Ascent Optics 2026 年 5 月整理的 OSFP 功耗指南)。厂商测算两个 800G 合计 36–40 瓦换成单个 1.6T 的 20–25 瓦,系统级省 30–40%。CPO 更进一步:英伟达 2025 年 3 月 GTC 发布的 Quantum-X/Spectrum-X Photonics 交换机,官方口径比传统可插拔方案能效高 3.5 倍、激光器数量少四分之三,2026 年初起交付。

四、一张对照表

类型
典型距离
功耗量级
主要位置
无源铜缆 DAC
224G 约 1 米;800G 约 3 米
≈0 瓦
机柜内背板、托盘间
有源铜缆 ACC/AEC
5–9 米
每端约 2.5–12 瓦
相邻机柜
可插拔光模块
100 米–2 公里
800G 约 14–16 瓦;1.6T 18–25 瓦
机柜间、跨机房
CPO 共封装光学
同光模块
官方口径能效 3.5 倍于可插拔
下一代交换机

表内数字均为各厂商与行业分析公开口径,就近标注了出处月份,实际选型以具体型号规格书为准。

五、下一代平台上这条线怎么移

英伟达 2026 年 GTC 披露的 Vera Rubin 世代把分工写得更明白:Kyber 机柜(NVL144)柜内纵向扩展继续用铜互连;更大规模的 Rubin Ultra(NVL576)横向扩展转用光学互连,配 CPO 交换机。按公开报道,Vera Rubin 已在 2026 年下半年进入量产。也就是说:柜内铜做「快」,柜间光做「远」,CPO 把光的功耗账再往下压——分工在加深,不是任何一边退场。

六、读者怎么用这套判断

看到任何互连方案,先问两个问题:这是纵向扩展(机柜内 GPU 互连)还是横向扩展(集群组网)?链路物理距离几米?柜内一米级、功耗敏感,优先铜;跨柜跨房、距离长,只有光。再看两个监控变量:一是 224G/448G SerDes 每代把铜的可用距离推进多少(Marvell 这类厂商的 LR SerDes 进度),二是 CPO 交换机的实际交付与能效兑现——这两条决定铜和光的分界线未来两年往哪边挪。

延伸阅读:数据中心网络拓扑与互连专题见 https://m8.com.cn/article/data-center-network-topology-2026?utm_source=wechat&utm_medium=kangbing-suiji&utm_campaign=cross_post

AI 产业链专题:https://m8.com.cn/ai-supply-chain?utm_source=wechat&utm_medium=kangbing-suiji&utm_campaign=cross_post

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