AI 인프라는 더 이상 연산 성능만으로 제약되지 않는다. 클러스터가 막대한 GPU 용량을 보유하더라도 네트워크가 데이터를 충분히 빠르게 이동하지 못하면 이를 낭비할 수 있다.
이 때문에 광 기술이 시스템 더 깊숙이 들어가고 있지만 구리가 사라지는 것은 아니다. 적합한 인터커넥트는 거리, 손실, 전력, 밀도, 정비성, 그리고 업계가 패키징 위험을 어디에 둘 의향이 있는지에 따라 달라진다.
알아야 할 세 가지
- 구리는 여전히 현행 기술이다. 가장 짧은 전기 경로에서 효율적이며, 문서로 확인되는 NVIDIA NVLink 랙 내부에 사용된다.
- 거리와 밀도가 증가하는 곳에서 광 기술이 먼저 도입된다. 랙 간 및 클러스터 간 링크는 가장 까다로운 전기 손실 제약에 직면한다.
- 아키텍처는 위험의 책임 주체를 바꾼다. LPO는 신호 무결성 부담을 호스트로 더 많이 이전하며, CPO와 광 I/O는 패키징, 열, 시험, 서비스 책임까지 추가로 이전한다.
구리와 광 기술이 적합한 영역
패시브 구리는 양단의 광 변환을 피할 수 있어 단거리에서 매력적이다. NVIDIA의 DGX GB 랙 하드웨어 가이드는 랙 규모 NVLink 연결에 패시브 구리 케이블 카트리지 백플레인을 사용한다고 명시한다.
링크가 랙 사이와 클러스터 전반으로 이동하면 경제성이 달라진다. 더 높은 레인 속도와 더 긴 경로는 삽입 손실, 이퀄라이제이션 요구, 냉각 비용을 높인다. 광섬유는 거리에 따라 증가하는 동일한 전기적 불이익 없이 도달 거리와 대역폭 밀도를 제공한다.
네 가지 아키텍처가 서로 다른 문제를 해결한다
| 아키텍처 | 이동하는 요소 | 시스템 절충점 |
|---|---|---|
| 플러거블 광 모듈 | 교체 가능한 전면 패널 모듈이 광학 및 신호 조정 체인의 상당 부분을 포함한다. | 모듈식이고 정비가 쉽지만 ASIC은 여전히 까다로운 보드 채널을 구동한다. |
| LPO | 일부 모듈 수준 DSP 기능을 줄이거나 제거한다. | 전력을 낮출 잠재력이 있지만 호스트 SerDes와 시스템 신호 무결성의 부담이 커진다. |
| CPO | 광 엔진이 스위치 ASIC 옆으로 이동한다. | 전기 경로는 짧아지지만 패키징, 냉각, 광섬유 접속, 현장 서비스가 더 어려워진다. |
| 광 I/O | 포토닉스가 CPU, GPU 또는 기타 연산 칩렛 옆으로 이동한다. | 패키지 수준 통합이 확대되지만 칩렛, 열, 시험의 까다로운 조율이 필요하다. |
Optical Internetworking Forum의 현재 작업에는 LPO, CPO, 니어패키지 광학용 224G 선형 인터페이스가 포함된다. Intel도 프로토타입 CPU와 함께 광 I/O 칩렛을 시연했다. 이는 기술 방향을 보여 주는 신호이지 모든 아키텍처가 동일한 배포 단계에 이르렀다는 증거는 아니다.
아키텍처는 위험의 책임 주체를 바꾼다
신호 처리와 물리적 위치는 별개의 결정이다. LPO는 전면 패널 플러거블 아키텍처로 남지만 링크 마진의 더 많은 부분을 호스트로 이전한다. CPO와 광 I/O는 광학부를 스위치 또는 연산 실리콘 쪽으로 물리적으로 옮겨 패키지, 열, 시험, 수리 책임을 확대한다.
아키텍처를 결정하는 다섯 가지 질문
- 신호가 얼마나 멀리 이동해야 하는가? 짧은 패키지 및 보드 경로에는 전기 링크가 유리하고, 경로가 길수록 광섬유의 타당성이 커진다.
- 어떤 전력 소비를 제거하는가? 전기 채널을 단축하면 이퀄라이제이션과 리타이밍을 줄일 수 있지만 레이저, 제어, 열 관리는 여전히 필요하다.
- 현장에서 무엇을 교체할 수 있어야 하는가? 플러거블 모듈은 교환 가능한 모듈 안에 고장을 격리하지만 통합이 긴밀할수록 고장 및 수리 영역이 확대된다.
- 신호 무결성과 패키징 수율의 책임은 누구에게 있는가? LPO는 호스트 링크에 더 많은 부담을 이전하고, CPO와 광 I/O는 더 심층적인 패키지 공동 설계를 요구한다.
- 필요한 성숙도에 관한 어떤 증거가 있는가? 프로토타입, 초기 고객 시스템, 양산 플랫폼은 서로 대체 가능한 증거가 아니다.
증거의 경계: 아키텍처 발표는 기술적 방향을 확립한다. 그것만으로 광범위한 배포, 인증, 제조 수율 또는 독립적인 성능을 확립하지는 않는다.
출하 현황표가 아닌 아키텍처 지도
이 글은 구리, 플러거블 광 모듈, LPO, CPO, 광 I/O가 시스템에서 어디에 적합한지 답한다. 출하 중인 제품, 샘플링 중인 제품, 전력 관리 IC가 참여할 수 있는 영역을 포함한 제품 성숙도 관점은 이전 분석인 공동 패키지 광학과 그 IC 공급망을 참조하라.
실질적인 결론
구리에서 광으로 전환되는 단일 지점은 없다. 구리는 짧고 밀집된 전기 링크에 여전히 효과적이고, 도달 거리와 포트 밀도가 높아질수록 광섬유의 가치가 커지며, 더 긴밀한 광 통합은 그 전기적 이점이 패키징과 서비스 부담을 정당화할 때 선택된다.
유용한 질문은 “광 기술이 언제 구리를 대체할 것인가?”가 아니다. “어느 계층에서 광 기술이 도입하는 통합 위험보다 더 큰 시스템 가치를 창출하는가?”이다.
면책 고지: 이 글은 공개 기술 및 기업 출처에 근거한 정보성 콘텐츠이며 투자 조언이 아니다. 제품 성숙도와 성능은 최신 공급업체 및 고객 증거를 기준으로 검증해야 한다.
선별된 공개 출처
대표 이미지: Rsparks3의 “Data center roof”, Wikimedia Commons 제공, CC0 1.0에 따라 퍼블릭 도메인으로 기증됨. 2025년 11월 23일 촬영; Wikimedia가 생성한 1280px 리사이즈; 로컬 시각 편집 없음. 이 사진은 대규모 데이터 센터 인프라를 보여 주며 특정 광 아키텍처나 공급업체 플랫폼을 나타내지 않는다. 본문의 다이어그램은 ChinaSemiOps가 제작한 편집 그래픽이다.