C114訊 9月18日專稿（蔣均牧）生成式AI蓬勃發(fā)展，大模型訓(xùn)練對算力的需求呈指數(shù)級增長，超萬卡智算集群已成為支撐大模型訓(xùn)練與推理的核心基礎(chǔ)設(shè)施。在這一背景下，高效互聯(lián)成為制約智算集群性能的關(guān)鍵瓶頸，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)難以滿足高帶寬、低時延、高可靠性的傳輸需求，新型光技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用迫在眉睫。

就在第26屆中國國際光電博覽會期間召開的“超萬卡智算集群新型光技術(shù)發(fā)展論壇”上，華為Fellow & 光傳送首席架構(gòu)師羅軍以 “光技術(shù)在智算中心新場景的挑戰(zhàn)和機會”為題，對此展開了探討——他不僅剖析了智算中心的業(yè)務(wù)趨勢，還提出了集群光互聯(lián)的針對性解決方案，更展望了未來技術(shù)演進方向，為光產(chǎn)業(yè)在智算領(lǐng)域的發(fā)展提供了清晰的指引。

大模型迭代倒逼算力升級，網(wǎng)絡(luò)成關(guān)鍵

當(dāng)前，大模型技術(shù)正處于快速迭代演進階段，主流模型參數(shù)規(guī)模從千億向萬億跨越，且多模態(tài)發(fā)展趨勢明顯，大規(guī)模算力供給、尤其是智算算力的供給成為行業(yè)最迫切需求。國家數(shù)據(jù)局統(tǒng)計，截至2025年6月，我國日均Token消耗量已突破30萬億，一年半間激增300倍；綜合第三方預(yù)測，到2030年，全球通用算力將增長十倍，智算算力將增長千倍。

羅軍指出，集群是解決大規(guī)模算力需求的重要方案，但無論是參數(shù)面Scale Out還是超節(jié)點Scale Up，都需依托網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)從單卡到多卡、框內(nèi)到框間、單Pod到多Pod的連接，進而完成規(guī)模突破。在這一過程中，光技術(shù)的三大核心要素——光模塊、光傳輸介質(zhì)、光交換，將成為支撐大規(guī)模集群的關(guān)鍵力量。

他以光交換為例指出，谷歌從V4到V7三代產(chǎn)品中，始終保持3D Torus架構(gòu)，且相關(guān)產(chǎn)品發(fā)貨量可觀；英偉達面向超萬卡集群，也明確提出光交叉、光模塊和光纖三要素的重要性。這些行業(yè)動態(tài)充分表明，光技術(shù)在智算集群中的應(yīng)用已從概念走向?qū)嵺`，成為解決算力互聯(lián)瓶頸的重要方向。

從超節(jié)點與參數(shù)面，看新技術(shù)、新方案優(yōu)勢

面對智算集群的復(fù)雜需求，新型光技術(shù)究竟有何優(yōu)勢，又如何與場景融合以形成針對性的解決方案？羅軍在分享中，圍繞超節(jié)點和參數(shù)面兩大場景作出深入分析。

超節(jié)點作為智算集群的重要組成部分，其連接正從直連拓?fù)湎騍witch拓?fù)溲葸M，從框內(nèi)互聯(lián)向框間互聯(lián)拓展。這一演進過程中，規(guī)模擴展、低時延、性能匹配不同模型需求成為三大核心訴求。從規(guī)模來看，超節(jié)點規(guī)模已從128卡向512卡持續(xù)演進，這就要求光交叉端口數(shù)量隨之從百卡級向千卡級提升。而光技術(shù)天然具備的透明性，使其能夠兼容不同協(xié)議，為規(guī)模擴展提供了靈活支撐。

時延方面，超節(jié)點對時延的要求極為苛刻，端到端時延的降低成為提升集群性能的關(guān)鍵。羅軍介紹，端到端時延由交換時延、傳輸介質(zhì)時延和光模塊時延三部分構(gòu)成。引入光交叉后，相比電交叉，不僅能將跳數(shù)從6跳減少到4跳，時延還能降低30%，接近零時延；若進一步引入空芯光纖，時延可再降30%；而光模塊從DPO到xPO的演進，省去DSP后，時延更是能實現(xiàn)10倍下降。這一系列技術(shù)組合，為超節(jié)點打造了極致的低時延網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

在性能匹配上，光交叉可根據(jù)不同模型需求，通過算法與模型的聯(lián)動，實現(xiàn) RING、FullMech、M2N 等拓?fù)涞耐昝榔ヅ?，確保網(wǎng)絡(luò)性能能夠充分適配各類大模型的運算需求。

參數(shù)面場景下，隨著集群從千卡向超萬卡乃至十萬卡規(guī)模發(fā)展，大規(guī)模擴展、高可用性、高效率轉(zhuǎn)發(fā)成為核心需求。羅軍就超萬卡集群介紹了兩大解決方案：其一是在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部，依托OCS構(gòu)建光底座，滿足不同Pod的靈活擴展需求。OCS天然對速率不敏感，不同Pod可運行不同速率；同時，省去光模塊不僅降低了成本，還大幅提升了可靠性，減少轉(zhuǎn)發(fā)層也有效提升了參數(shù)面性能。

其二是跨數(shù)據(jù)中心場景，受功耗、能源供應(yīng)、散熱等因素限制，單數(shù)據(jù)中心規(guī)模擴展面臨瓶頸，通過OTN超寬無損網(wǎng)絡(luò)可將多個數(shù)據(jù)中心連接起來，實現(xiàn)跨數(shù)據(jù)中心集群訓(xùn)練。當(dāng)前400G場景下，OTN單波帶寬已達1.2T~1.6T，800G場景下帶寬還將進一步提升，且能實現(xiàn)百公里甚至千公里無損傳輸，保障參數(shù)面穩(wěn)定運行。

展望未來，三大核心領(lǐng)域技術(shù)演進方向

在明確解決方案的基礎(chǔ)上，羅軍展望了智算集群光互聯(lián)領(lǐng)域的技術(shù)演進方向，為光產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展提供了戰(zhàn)略參考。

OCS光交叉技術(shù)方面，目前基于MEMS微鏡、LC液晶、硅光的三條技術(shù)路線各有特點。MEMS微鏡技術(shù)可實現(xiàn)上千個端口，且插損無明顯劣化；LC液晶技術(shù)端口規(guī)模居中，適合100個端口以內(nèi)場景；硅光技術(shù)切換速度快，但插損較大。未來OCS將沿著“百端口-千端口-更高性能”的路線演進，不僅端口規(guī)模持續(xù)擴大，切換速度也將從百毫秒級向十毫秒級、納秒級跨越，同時通過外部OA等技術(shù)降低插損，進一步提升性能。

光模塊領(lǐng)域呈現(xiàn)分場景演進態(tài)勢。超節(jié)點短距離光模塊從DPO到LPO，時延從100納秒降至10納秒，功耗大幅下降；從LPO到xPO，通過“光多跑、電少跑”的方式，解決電傳輸性能問題，同時大幅提升密度；未來OIO技術(shù)將進一步提升密度，滿足超節(jié)點多方向、高密出口需求。參數(shù)面FR 2公里模塊從112G向224G、400G、448G演進，400G場景下直調(diào)直檢與相干技術(shù)將共存，448G場景下直調(diào)直檢技術(shù)持續(xù)突破，相干技術(shù)下沉，以滿足不同傳輸距離需求。

空芯光纖作為一種優(yōu)勢顯著的光傳輸介質(zhì)，在時延降低方面效果突出，但目前面臨成本、性能與兼容性三大挑戰(zhàn)。今年國內(nèi)運營商、OTT的采購中，空芯光纖價格昂貴，而降低成本需提升拉絲長度；性能上，空芯與空芯光纖的高性能耦合、抗彎設(shè)計等問題尚待解決；兼容性方面也需進一步優(yōu)化。羅軍認(rèn)為，一旦這些問題得到解決，空芯光纖將在數(shù)據(jù)中心內(nèi)乃至數(shù)據(jù)中心間實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，為光傳輸介質(zhì)升級提供新的可能。

寫在最后

從行業(yè)發(fā)展規(guī)律來看，任何一項新技術(shù)從實驗室走向大規(guī)模商用，都需經(jīng)歷技術(shù)完善、成本下降、生態(tài)適配的過程。光技術(shù)在智算集群領(lǐng)域的應(yīng)用也不例外，隨著OCS、光模塊、空芯光纖等技術(shù)的持續(xù)突破，以及成本與兼容性問題的逐步解決，光產(chǎn)業(yè)有望在智算領(lǐng)域迎來更大的發(fā)展空間。對廣大行業(yè)內(nèi)廠商而言，亦需緊跟智算中心業(yè)務(wù)需求，加快技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)品迭代，如此方能在這場算力革命中搶占先機，為我國智算產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展夯實光互聯(lián)基礎(chǔ)。