随着数字世界的快速发展,对更高速度、更低延迟的网络连接需求日益迫切。在这一背景下,448G高性能SerDes技术的开发成为了业界关注的焦点。该技术旨在满足未来网络对数据传输速率的极高要求,并将作为推动以太网向1.6T及以上速率扩展的基础电气层。
448G SerDes的开发面临着前所未有的挑战。一方面,人工智能和通用网络应用对性能的需求差异显著,要求技术解决方案具备高度的灵活性和适应性。另一方面,多个标准组织的技术贡献使得技术整合变得更为复杂。为了满足448G信令要求,电气PHY的实现也变得越来越复杂。
尽管如此,业界对448G电气PHY的采用准备程度仍然很高,特别是在AI驱动的数据中心网络中。在这些环境中,后端互连瓶颈已经成为限制系统性能的关键因素。因此,运营商迫切需要更快的速率、更低的延迟和功耗,而448G技术正是解决这些问题的理想选择。超大规模网络运营商和大型企业运营商已经开始制定基础设施路线图,涵盖短距离铜缆和长距离光纤的部署。
从技术基础来看,每通道224G的SerDes技术已经迅速成熟,为448G PHY的早期原型设计提供了有力支持。这种成熟度确保了在标准最终确定后,芯片和系统设计能够迅速投入部署,从而加速技术的商业化进程。
为了推动448G电气物理层(PHY)的发展,多个标准组织正在积极规划其路径。光互联网络论坛(OIF)已经启动了CEI-448G框架项目,为定义信道特性、调制目标和可达性目标奠定了基础。同时,IEEE P802.3dj工作组也在将以太网标准扩展至1.6T和每通道200G,并将448G PHY作为关键构建模块。
超级以太网联盟(UEC)和UALink正在致力于使电气接口规范与人工智能规模架构要求保持一致。存储网络行业协会(SNIA)也在举办研讨会,汇聚来自人工智能、存储和网络领域的专家观点。开放计算项目(OCP)则持续推动以部署为导向的规范制定,解决超大规模采用中的外形尺寸、集成模型和运营考量。
在448G PHY的设计中,选择最佳调制方式是一个至关重要的决策。PAM4、PAM6、CROSS-32、DSQ-32等多种调制方案各具优劣,需要在带宽效率、信噪比、复杂性和兼容性之间进行权衡。PAM4因其向后兼容性和与光学实现的一致性而备受青睐,但也需要更高的电路带宽。PAM6虽然能减轻带宽负担,但代价是更复杂的数字信号处理和更低的噪声容限。
通道拓扑也是决定448G PHY性能的关键因素之一。面向AI的部署通常采用短且低损耗的路径,如直连铜缆、近封装互连或共封装光模块(CPO),以简化均衡并降低延迟。而一般网络中的前面板光模块则需要更长的PCB走线、多个连接器,甚至可能需要重定时器,这些都会增加接收器的信号衰减和复杂性。
实现448G PHY的技术挑战不容忽视。在如此高的数据速率下,单位间隔极短,对时序恢复、前馈和判决反馈均衡以及高分辨率ADC/DAC操作提出了极高要求。例如,从PAM4升级到PAM6会增加符号转换数量和检测器位宽,从而需要更高的精度和可能带来更高的功耗。
因此,在设计448G PHY时,必须综合考虑调制选择、封装策略和热约束等因素。目前,尚未出现一种明显具有实施优势的方法,需要在实现可行性与性能目标之间取得平衡。
随着技术的不断进步和标准的逐步完善,448G高性能SerDes技术有望在未来发挥越来越重要的作用。它将为人工智能、存储和云规模计算等领域提供强大的支持,推动数字世界的进一步发展。