448Gbps与共封装技术的演进：从Samtec CPX方案看高性能算力互连的发展

在2026年慕尼黑上海电子展上，高性能计算与高速数据传输技术再次成为行业关注的焦点。随着人工智能大模型规模的持续增长，底层集群通信网络对性能的要求已经达到了新的高度。在展会现场，Samtec展示了针对224Gbps以及更高速率的互连解决方案。这些技术不仅涵盖了传统的铜缆连接，还深入到了共封装（Co-Packaged）技术的前沿领域。当前的硬件架构正在经历从传统PCB走线向高密度电缆连接的转变，这种转变是为了应对数据体量爆炸式增长所带来的挑战。在此背景下，Samtec推出的CPX共封装连接方案以及与合作伙伴共同开发的交换系统，为算力基础设施的扩展提供了明确的技术路径。

助力AI基础设施扩展：Samtec展示与Marvell合作的102.4 Tbps交换系统

在高性能算力集群的构建中，交换机的吞吐能力是决定系统效率的关键因素之一。Samtec在展示中重点推介了基于Marvell技术构建的102.4 Tbps交换系统，该系统体现了当前Scale-up和Scale-out架构对互连密度的极端需求。这一演示系统的核心在于如何在一个受限的物理空间内实现超过100T的总链路吞吐量。该系统采用了Marvell的ASIC芯片，该芯片的四周布设了Samtec提供的Si-Fly HD共封装铜缆连接器方案。具体而言，芯片基板的每一侧都搭载了四个Si-Fly HD连接器，整个系统总共使用了十六个此类连接端口。

每一个Si-Fly HD连接器内部集成了六十四个差分对，这对应着三十二个数据通道。在目前的配置下，每个通道的实际运行速率达到了200 Gbps PAM4，即通常所说的224G量级。通过这种高密度的排列方式，单个连接器的聚合吞吐量可以达到6.4 Tbps。当十六个端口全部满载运行时，系统的总吞吐量便实现了102.4 Tbps的目标。这种设计不仅解决了带宽问题，还通过将信号直接从芯片封装处引出的方式，极大地缩短了传输路径。这种短路径设计能够显著降低信号在传输过程中的损耗，这对于224G这类高频信号的完整性至关重要。

在Scale-up（纵向、单机柜）和Scale-out（横向、柜间）基础设施中，该方案展示了灵活的应用可能性。对于纵向扩展架构，系统设计者面临着端口密度和空间占用的权衡。如果采用传统的前面板方案，在100T吞吐量的要求下，通常需要使用2RU高度的系统。这种系统需要搭配OSFP等四通道小型可插拔光模块来实现外部互连。然而，借助Samtec的Si-Fly HD共封装技术，相关线缆可以直接路由至系统后面板，并接入高密度的背板连接器系统。在这种配置下，整个100T交换系统可以被压缩到1RU的空间内。这意味着在相同的数据中心机架空间里，可以部署更多的交换节点，从而提升了单位空间内的算力密度。

在横向扩展方面，Si-Fly HD CPC方案提供的可靠性和逻辑性确保了节点间通信的稳定性。随着PCIe标准的不断迭代，从PCIe 4.0到如今的PCIe 6.0，系统对物理层参数的要求变得越来越严苛。例如，Nyquist频率下的PCB损耗、CEM连接器损耗以及过孔残桩长度等参数，在早期的PCIe 1.0到3.0时代几乎没有具体要求。但到了224G时代，这些参数已经成为系统设计能否成功的决定性因素。Samtec通过共封装铜缆技术，绕过了传统PCB材料在超高频段的高损耗特性。这种技术允许信号跳过长距离的PCB走线，直接通过高性能电缆进行传输。这种做法强化了系统的拓扑结构，为算力集群的持续扩容提供了坚实的物理层基础。

Samtec CPX产品技术布局与行业标准化策略

Samtec将其共封装连接方案统称为CPX，这一系列涵盖了共封装铜缆（CPC）与共封装光引擎（CPO）两种接口类型。CPX方案的核心目标是在紧凑的尺寸内实现极高的传输效率和可维护性。其插座系统的物理尺寸仅为14.9毫米乘以16.7毫米，在这个微小的Footprint内，它可以支持高达6.4 Tbps的传输速率。这种插座由半导体封装测试厂商在生产阶段直接焊接至芯片基板上。这种集成方式要求连接器必须具备极高的耐热性和机械稳定性，以应对后续的组装工艺流程。

在CPX方案的产品序列中，SFCF系列连接器是一个典型代表。它焊接于光引擎的底面，使得整体的光收发模块具备了电气可拆卸的特性。这种功能类似于前面板上的传统可插拔模块，但在物理位置上更靠近核心处理芯片。这种设计兼顾了低损耗传输与系统维护的灵活性。当光引擎或电缆组件出现故障时，维护人员可以进行更换，而无需更换昂贵的ASIC芯片或整个主板。这种可拆卸性在高性能计算领域具有重要的实际意义，因为它可以显著降低系统的长期运营成本。

为了推动共封装技术的规模化应用，Samtec在行业标准化方面采取了积极的策略。Samtec是Open CPX MSA的创始成员之一。该组织的成员还包括Ciena、Coherent、Marvell、Molex以及TeraHop等行业领先企业。Open CPX MSA的成立旨在为AI数据中心构建一个开放、可互操作的互连生态系统。通过制定统一的标准，该组织试图解决不同厂商设备之间的兼容性问题。Samtec在其中深度参与了光引擎关键规格的制定工作，涉及连接器的机械结构、热管理性能、引脚定义以及电气和光接口规范。

这种标准化策略的核心价值在于打破厂商锁定。在早期的共封装技术探索中，不同厂商往往采用私有协议和独特的机械结构，这限制了数据中心客户的选择权。通过推动Open CPX MSA，Samtec及其合作伙伴致力于为ASIC、XPU以及高性能交换芯片提供统一的连接界面。这一举措不仅有助于降低组件成本，还能加速AI基础设施的部署速度。标准化的电气和管理接口规范使得不同供应商的模块可以在同一个系统中协同工作，从而提升了供应链的可靠性。

除了光互连，Samtec也强调共封装铜缆（CPC）在短距离传输中的优势。在芯片基板尺寸为95毫米乘以95毫米的范围内，CPX系列可以支持512个通道。每个通道在200 Gbps的速率下运行，能够实现102.4T的总吞吐量。无论是选择CPC还是CPO，Samtec的系统架构都能提供一致的连接密度。此外，针对不同的散热和布线需求，Samtec还提供了近封装（NPO）和近封装铜缆（NPC）等多种产品形态。这种多线并进的技术路线，允许客户根据具体的链路预算和功耗要求，选择最合适的物理层连接方案。

从448G原型系统看下一代互连技术的前沿演进

随着224G技术的逐步成熟，行业已经开始探讨448 Gbps以及更高数据速率的实现路径。在此次慕尼黑上海电子展的展台上重点展出的是224Gbps的demo，但其实在前不久的DesignCon 2026上，Samtec也已经展示了针对448 Gbps速率设计的原型线缆系统。这套系统主要用于芯片对芯片、托盘内GPU对GPU的超高速互连演示。对于系统设计师而言，提供精准的测试与测量数据是开发下一代硬件的首要步骤。Samtec通过与Keysight等测试设备厂商合作，验证了其连接方案在极端频率下的表现。

在针对448G系统的演示中，测试路径包含了多个关键组件。首先是Samtec的Nitrowave LL130高端射频测试线缆，它负责将信号引导至精密射频连接器。随后，信号穿过13毫米长的PCB走线，进入Si-Fly HD 448 Gbps连接器系统。连接器的另一端接入了长度为400毫米的EyeSpeed超低Skew电缆。整个测试过程使用了是德科技的矢量网络分析仪，测量频率范围最高达125 GHz。测试结果显示，在106.25 GHz的频率下，整条链路的插入损耗大约为20 dB。

这个损耗数据对于448G系统设计具有重要的参考价值。为了在如此高的频率下保持信号完整性，Si-Fly HD连接器采用了全屏蔽差分对设计。这种结构在保持极高布线密度的同时，有效地消除了通道间的串扰。随着信号频率的提升，传统的非屏蔽设计已经无法满足严苛的信噪比要求。通过物理层结构的优化，Samtec展示了铜缆技术在迈向更高带宽过程中的潜力。

除了核心连接器，配套的射频线缆技术也在同步演进。Nitrowave系列同轴电缆采用了专门设计的外护套，这种材料在弯曲和机械应力下具有出色的相位稳定性。这对于需要精密相控或高速时钟同步的应用场景至关重要。该系列产品的性能经过优化，其支持的频率范围已经超越了传统的行业标准。这使得它不仅能应用于数据中心的算力集群，还能满足半导体测试、仪器仪表以及严苛环境下的连接需求。

在448G的未来展望中，连接器不仅是电气接口，更是复杂的机电系统。Si-Fly HD系统通过使用SFCM连接器，可以在极小的封装基板上实现电气可插拔。这种可插拔性未来将支持从铜缆到光纤的无缝切换。这意味着硬件平台在设计初期就可以预留接口，根据未来的技术升级或成本变化，在同一位置插拔铜缆组件或光收发模块。这种前瞻性的设计思路，旨在延长高性能计算平台的生命周期，降低技术更迭带来的风险。

结语

高性能互连技术的演进是AI算力提升的关键支撑。从224G的广泛应用到448G的原型探索，Samtec展示了其在共封装连接领域的深厚技术积淀。CPX方案通过CPC与CPO的灵活组合，解决了算力集群在密度、速率和损耗方面的多重挑战。同时，通过Open CPX MSA等组织推动行业标准化，这种技术正在从厂商的特定方案转向通用的行业标准。无论是102.4 Tbps的超高吞吐量交换系统，还是在极端高频下表现稳定的线缆组件，都体现了物理层连接技术对现代计算架构的深刻影响。随着数据传输速率的持续攀升，这种基于系统拓扑强化的互连设计将继续成为算力基础设施扩展的核心动力。