Ciena 448G/通道技术进展全景：AI时代数据中心网络的下一代范式

　　摘要：AI 算力的爆炸式增长正把数据中心网络推向前所未有的速度。Ciena 通过率先完成 448 G/通道的实时演示、光学与主机接口协同验证，以及全球首条 3.2 T、2 km 链路实验，证明行业已具备技术就绪度。更大尺寸的 GPU 带来“ beachfront IO”瓶颈，448 G 是破解这一难题的关键；而每半年一次的全产业对齐节奏，则让芯片、模块、线缆、标准及云服务商形成紧密协作。448 G不仅是下一代速率节点，更是AI时代数据中心网络的共同起跑线。

　　ICC讯 过去两年多，AI始终是科技界的主角，它像一台巨大的经济火车头，牵引着全球各行各业的机遇列车一路狂奔。很多人尚未完全适应的是，这趟列车的速度仍在不断刷新纪录——数据中心网络就是最新例证。

　　按照既定节奏，基于224 Gb/s每通道的1.6 T IMDD 光模块将在2025年下半年开始规模部署。然而，Ciena早在一年前就已把行业的目光拉向更远的下一站：在2024年10月的OCP全球峰会上，我们率先完成了448 G PAM4的实时演示，向全世界展示了首个448G数据眼图。

　　如果把时间线拉长，更能体会这种加速度：2014年，第一颗真正意义上的数据中心交换机芯片问世；此后11年里，交换芯片的通道速率只经历了25G→50G→100G两次翻倍。而AI带来的需求，正迫使行业在极短时间内完成两次同等幅度的跃迁。更要命的是，随着信号进入“飞秒”级精度，工程复杂度呈指数级上升。

　　有人会问，近封装（NPO）与共封装（CPO）光学是否削弱了对更高IO速率的需求？答案是否定的。下文会讲到，448G信号带来的直接收益恰恰体现在GPU性能上——无论最终采用哪种互连形态，系统级价值始终存在。

　　对更高速带宽的迫切需求，直接源于 GPU 本身的演进及其与芯片机械结构之间的关系。随着算力需求不断膨胀，为了塞进更多计算电路，GPU 的芯片尺寸被推向极限，在某些情况下已达到约 800 mm2的光罩极限尺寸。如今，GPU 更是以成千上万、乃至数万颗的规模组成集群，这意味着巨量数据必须通过位于芯片四周——即所谓“beachfront”——的高速 IO 接口流出芯片。问题随之而来：当芯片面积增大时，计算资源随面积成比例增长，而高速 IO 资源却只能沿着周长增加，这就是著名的 beachfront 瓶颈。

　　与此同时，芯片周长——也就是裸片的 beachfront 区域所在的位置——仅从 96 mm 增加到 112 mm，增幅约 17%。因此，大致来看，在其他条件不变的情况下，第二代 GPU 带来的数据生成资源比外部通信资源多出约 20%。提高 beachfront IO 的数据速率已被证实能够有效缓解由此瓶颈造成的限制。

　　Ciena正直面beachfront难题。从2024年在OCP上进行的448G PAM演示及相关技术报告开始，我们一直以惊人速度推进该技术。在OFC 2025上，我们呈现了三个重要技术展示。尽管每项展示各有侧重，其背后的共同目标始终如一：加速推动整个产业生态，尽快交付客户所需的解决方案。下面逐一细看每项展示及其推动的前沿创新：

　　1.Ciena 在OFC 2025的现场发射端光学演示展示了400G PAM4 数据眼图，该演示由Ciena与 Coherent 合作完成，Coherent提供了电吸收调制激光器（EML）。EML 历来是每一代数据中心网络新速率节点最早部署的激光器，并且至今仍是当今运行中的绝大多数单模链路的中坚力量。此次展示 448G Tx 技术（包括 DSP 发射机与 EML）是带动整个生态向上迈出的关键一步。

　　2.Ciena在OIF展台现场展示的448G主机接口演示受到了前所未有的关注——原因显而易见。当前448G落地最炙手可热的议题，莫过于主机侧的调制格式：铜互连的带宽约束带来了光口不曾遇到的挑战。尽管PAM6近期备受瞩目，但仍有许多工作亟待完成，而Ciena正在其中扮演关键推手。原因在于，我们的主机接口SerDes能够同时支持PAM4、PAM6与PAM8，从而为关键实验——包括定量数据采集与分析——铺平道路；这一点已在此次重要演示中得到充分展示。若您计划出席今年的ECOC，欢迎莅临Ciena演讲“Powering AI：探索448G电互连调制策略”，了解该领域的最新进展。

　　我们的灵活调制平台已支持今天的深度技术探索。Ciena 高级工程总监 Naim Ben-Hamida 在 2025年4月OIF Workshop上进一步分享了调制格式的权衡数据与洞察，演示资料已公开。

　　我们与Keysight、HyperLight及McGill大学合作，发布了一篇会后论文：基于8×448 G通道的2 km 3.2 T链路，首次实现端到端打通。HyperLight提供薄膜铌酸锂（TFLN）调制器，McGill 负责测试环境。论文把单通道科学成果推进到接近工程系统的维度，并配有详细实验视频。

　　好消息是，整个行业正以刻不容缓的节奏推进 448G。目前，产业各方似乎已形成“每六个月同步一次技术进展”的节奏。起点是 2024 年 11 月以太网联盟的技术探索论坛（TEF），随后 2025 年 4 月 OIF 又举办了 448G 研讨会。这些会议至关重要，因为它们把大量技术供应商与最终采用该技术的云服务商聚集在一起，后者能直接阐明需求。值得强调的是，IEEE 也已启动 448G 相关工作：2025 年 6 月召开了面向新以太网应用（NEA）的特设会议。这些只是 AI 时代第一代 IEEE 协议征程的起点。

　　面向下一代数据中心 AI 网络，有两点已经十分明确：一是行业必须交付 448G 基础设施，二是必须迅速交付。这需要整个生态的大量参与者——芯片厂商、PCB 制造商、先进线缆与连接器供应商、标准组织，尤其是云服务商——共同进化到更紧密协作与合作的新范式，才能确保成功。早期迹象令人鼓舞，接下来就看我们能否让这趟高速列车继续飞驰。

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