Lumentum、Astera Labs 与 Corning 演示光学 PCIe，拓展 AI 机架设计边界

Lumentum、Astera Labs 和 Corning 演示了光学 PCIe，该技术将连接距离延伸至铜缆之外，并支持更灵活、解耦的 AI 机架设计，不过它仍处于早期概念验证阶段。Sean Michael Kerner，特约撰稿人

2026 年 10 月 19 日 阅读时长 4 分钟 随着 AI 系统日益密集，业界正在探索光学 PCIe，以让运营者能够更自由地将 GPU、交换机和内存分散到不同机架。Getty Images

随着 AI 机架变得更加密集、PCIe 数据速率持续攀升，传统电气互连在连接距离、信号完整性、功耗、热管理和线缆密度方面面临人们熟悉的种种限制。

光学 PCIe 正逐渐成为缓解其中部分压力的一种可能途径。PCIe（即 Peripheral Component Interconnect Express，外设组件互连快速通道）是一种广泛使用的架构，用于连接加速器、交换机、内存、存储及其他设备。光学 PCIe 保留了这一架构，但通过光纤以光的形式传输信号，而非通过铜缆以电信号传输。

在圣何塞举行的 2026 年 OCP 全球峰会上，Lumentum、Astera Labs 和 Corning 通过一个机架级演示展示了这种方法在实践中如何运作。该方案结合了 Astera Labs 的 Scorpio Smart Fabric Switch、Lumentum 的光学互连和 Corning 的多模光纤。这些链路使用了 VCSEL（垂直腔面发射激光器），这是一种从芯片表面发射光的半导体激光器。Lumentum 将该系统称为概念验证，而非产品发布。

“光学 PCIe 并不能消除所有系统限制，但它可以通过轻量、低损耗的光学链路在更长距离上传输数据，从而放宽其中若干限制，”Lumentum 产品与战略营销高级总监 Christian Urricariet 对 Data Center Knowledge 表示。

电气互连最明显的压力点之一是距离。

“考虑到当今的高数据速率以及未来更高的数据速率，光学连接可以在数据中心内跨越数十米至数百米，”Corning Optical Communications 商业技术经理 Joshua Fennimore 对 Data Center Knowledge 表示。“被动铜缆连接通常仅限于几米，而有源铜缆可以延伸得稍远一些。”

随着 PCIe 速度提升，这些限制变得更难应对。Urricariet 表示，更高的 PCIe 数据速率使电气链路在运营者希望支持的距离上对损耗、串扰和均衡要求更加敏感。

“设计人员可能需要增加重定时器，或将相连设备放置得更近，而高速铜缆可能变得笨重，难以布线和理线，”Urricariet 指出。

光学 PCIe 的实际吸引力并不只是用光纤替代铜缆，而是能够改变基础设施在机架内乃至跨多个机架的部署位置。

Fennimore 表示，铜缆有限的连接距离往往使交换机和计算硬件在物理上保持靠近。相比之下，光纤为设计人员提供了更多空间来分隔这些系统，同时仍保持高速连接。

“光纤允许这些系统在数据中心内跨机架或跨排分离，使运营者能够更灵活地围绕计算密度、功耗、冷却、可维护性和线缆管理来优化机架布局，”Fennimore 表示。

这种扩展的连接距离还可以支持更广泛的架构变革。Astera Labs 信号连接集团产品营销高级总监 Jignesh Shah 表示，光学 PCIe 可以支持跨多个机架的纵向扩展设计，而不必局限于单个机箱或短电气路径。

“借助光学 PCIe，连接距离可达数十米，这支持跨多个机架的大规模纵向扩展架构，以及解耦的纵向扩展架构，即为 GPU、交换机和内存设置专用机架，”Shah 对 Data Center Knowledge 表示。“光学 PCIe 还支持高密度解决方案，这是高基数交换机和 GPU 应用所需要的。”

从实际角度看，光学 PCIe 的前景在于为系统架构师提供更大的灵活性。Urricariet 表示，通过放宽电气通道预算带来的限制，光学 PCIe 可以更容易地构建更模块化、更可组合的机架级设计，尤其是在供电、热限制和可维护性正变得与原始性能同等重要的 AI 环境中。

尽管厂商在推进光学 PCIe，铜缆并不会消失。

对于短距离，铜缆仍然是更成熟、更具成本效益的选择。据 Shah 称，一旦设计超出约 3 米的连接距离，运营者就到了有必要同时评估铜缆和光学方案的时候。

“归根结底，客户关心的变量归结为功耗、密度和延迟要求，这些会影响铜缆与光学之间的选择，”Shah 表示。“光学可以支持更高密度和更低延迟，但鉴于铜缆的成熟度，目前在几米范围内铜缆仍提供最佳的总体拥有成本。”

目前，该技术仍处于早期阶段。

Urricariet 表示，OCP 演示展示了一个具有代表性的机架系统中，使用多个 32 GB/s 通道的完全可运行光链路，以及一条无误码的 PCIe 5 链路。但从受控演示走向广泛部署，需要的不仅仅是在展会现场成功完成概念验证。

“从演示走向广泛部署，还需要在系统集成、可靠性、制造和客户认证方面开展进一步工作，”Urricariet 表示。

铜缆仍有其用武之地，这一点不会改变，但随着 AI 数据中心的需求增长，光学 PCIe 提供了另一种选择。

“目的并不是要暗示每一条 PCIe 连接都将变为光学连接，而是随着 AI 机架规模和复杂性增长，扩展实用系统架构的选择范围，”Urricariet 表示。

Sean Michael Kerner 是一名 IT 顾问、技术爱好者和动手实践者。他为行业和媒体机构提供技术问题咨询。

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