AIデータセンターにおけるCPO（Co-Packged-Optics）：10年間の市場と技術予測

CPO（Co-Packged-Optics）は、光インターフェースを電気ダイの近くに配置することで帯域幅とレイテンシのボトルネックを解消し、高速電気経路を短縮するとともに、高密度で低消費電力の光ファブリックを実現します。これにより、アクセラレータあたりの総帯域幅が向上し、低エネルギー/ビットを実現します。これは、現在CPOが位置づけられているAIクラスターの経済性と技術的ニーズに合致するものです。CPO技術は現時点では未成熟であり、当レポートに含まれる予測では、異なる規格や製品シナリオ、そしてそれらが進化するCPO市場に与える影響について描かれています。

2020年、CIRはCPO（Co-Packged-Optics）市場レポートを初めて発表した分析機関です。現在、2026年までにCPOが世界中のAIデータセンターにおける主要な相互接続技術になると考えています。当レポートでは、CPOへの移行ロードマップを構築し、ビジネス価値が創出される領域を示します。当レポートで取り上げるトピックは以下の通りです：

• CPO製品・技術・規格の将来的な進化の方向性
• AIデータセンター管理者向けのCPO移行ガイダンス（事例研究およびCPO導入試験中の企業プロファイルを含む）
• 30社以上の主要CPO企業のロードマップ、および各社がAIとの関連性をどのように位置付け、CPOを主にAIプラットフォームとして再定義しているかの分析。さらに、最も注目すべきCPOスタートアップ企業のレビューと、各社が競争優位性を見出す領域
• オンラック、ラック間、AIデータセンター間接続におけるCPOの活用と、これらのアプリケーションがもたらす製品群

当CIRレポートの主目的は、用途別、速度別、技術別、ネットワークセグメント別、データセンタータイプ別に分類したCPO予測を更新することです。新たな予測では、AIの台頭がCPO技術とその市場力学に与えた影響を考慮しています。CPOは今や、マルチラックAIクラスターの拡張に向けた実用的な道筋を約束する技術となりました。一方、AIアクセラレータ供給業者やシステムインテグレーターといった主要AIベンダー各社は、CPOソリューションを設計し、2025年から2026年にかけてのAIデータセンター導入を見据えた位置付けを進めています。

目次

エグゼクティブサマリー

• E.1市場環境と市場に影響を与える状況
• E.2 CPOの潜在的なメリット
• E.3 CPOブームを阻む不確実性
  • E.3.1 AIにはCPOが必要か、またCPOはAIに対応しているか
• E.4 AIアプリケーション向けCPO市場の技術/市場進化
  • E.4.1冷却の冒険
  • E.4.2 CPO試験装置：CPO市場参入前の販売
  • E.4.3その他の技術的な問題
• E.5 CPOが成功する可能性が高い理由- 少なくとも今の現状
• E.6 CPO市場予測（2026年～2034年）のサマリー

第1章 イントロダクション

• 当レポートの背景
• 当レポートの目的と範囲
• 当レポートの計画

第2章 CPO：進化する技術、コンポーネント、ビジネスの機会

• 従来のAIデータセンターにおけるCPO
• 次世代AIデータセンター向けCPO
  • CPOデータレート
  • 熱管理
  • 電気インターフェースとチャネル損失
  • 光インターフェース
  • 統合戦略、製造、CPO
• CPO関連試験装置
• 光学エンジン
• CPO用ファイバー、コネクタ、カプラ
• CPO向けファイバーソリューション
• CPO用レーザー
  • 外部レーザーとELSFP
  • モジュール統合レーザー

第3章 CPO基準とその意味

• OIFと共パッケージ光学部品の出現
  • フレームワークIA（2022年）
  • OIF規格3.2T CPOモジュール
  • 外付けレーザー小型プラグ型ELSP IA（2023年）
  • CEI-112G/CEI-224G電気インターフェース
  • CPO管理インターフェースのIA
  • CPOタイプの将来のIA
  • テレメトリと管理
• 中国におけるCPO標準化
• UCIeとCPO
• CPOとウルトライーサネット
  • ウルトライーサネット
  • 先端フォトニクス連合

第4章 CPO市場と予測

• CPO市場の成長と規模に関する考察
• CPOのオーガニックトラフィック増加がCPO需要に与える影響
  • ビデオがデータセンターに教えたこと：帯域幅とレイテンシ
  • データセンター規模別CPO市場
• CPOとハイパースケールデータセンター
  • ハイパースケールデータセンターの進化
  • 2032年までのCPOの変曲点：予測
  • CPOのスイッチへの浸透
  • CPOのデータサーバーへの浸透
  • ファイバーとデータセンターのラック設計への影響
  • CPO製品の価格設定
• CPOと従来型データセンター：予言
• CPOとエッジデータセンター
  • エッジのCPO
• CPOデータセンター相互接続
  • DCIにおけるCPOの役割
• CPO向け非AIアプリケーション
  • 高性能コンピューティング
  • CPOのIoTへの影響
  • CPOとセンサー
  • 分散コンピューティングシステム：CPOのアプリケーション

第5章 エンドユーザーの視点、戦略、ガイダンス：まだ克服すべき問題はあるか

• AIはCPOの重要性を誇張
• ステージ1：CPOへの道-NPO、LPO、そして「真の」CPO
• NPO（ニアパッケージオプティクス）
  • LPO（リニアプラガブルオプティクス）
• ステージ2：CPOのためのインフラストラクチャの再構築：プロセスとコンポーネントに関する実践的な考慮事項
  • 市販のコンポーネントの選択肢の可用性
  • CPOと銅対ガラスの古い論争
  • 冷却、電力、持続可能性
  • ELSFPとCPOサプライチェーン
• ステージ3：パイロットプロジェクト、プラグフェスト、デモ
  • マルチベンダープラグフェスト
  • ハイパースケーラー社内試験
  • ベンダーデモ

第6章 プロファイル：サプライヤーとインフルエンサー

• AMD（米国）
  • Enosemiの買収
• Ayar Labs（米国）
  • 製品の進化
  • Alchip TechnologiesとTSMCの提携
  • Quantifi Photonicsとの提携
  • HPEとのパートナーシップ
  • AIインフラストラクチャAyar
  • 資金調達と協力者
• Broadcom（米国）
  • 新興CPO製品ライン
  • バイリースイッチ
  • Broadcomの長期CPO戦略
• Ciena/Nubis（米国）
  • CienaのCPO市場への長期的な参入
• Cisco（米国）
• Coherent（米国）
  • CPO製品の進化
• Corning（米国）
• DuPont（米国）
• Furukawa Electric（日本）
• Google（米国）
• Hengtong Optic-Electric（中国）
• Huawei（中国）
  • HuaweiのCPOに関する考察
• IBM（米国）
  • 2024年～2025年のIBM CPO関連イノベーション
• Intel（米国）
  • 初の双方向コンピューティング相互接続
  • CPOと多波長集積光学
  • IntelのCPOの将来
• Kyocera（日本）
• Lightmatter（米国）
• Lumentum（米国）
  • CPO関連活動
• Marvell（米国）
  • CPOとMarvell XPUアーキテクチャ
  • CPOとMarvellスイッチ
  • Celestial AIの買収
• Meta/Facebook（米国）
• Microsoft（米国）
• Micas Networks（米国）
• Molex（米国）
• NVIDIA（米国）
  • シリコンフォトニクス：強みとアーキテクチャ
  • NVIDIAスイッチファミリー
  • NVIDIA CPOスイッチの新興市場
• POET Technologies（カナダ）
  • POETインターポーザー
  • 光源とSemtechおよびSivers Semiconductorsとのコラボレーション
  • Quantum Computing Inc.（QCI）との最近の提携
  • AIデータセンター向けPOET製品
  • 製造および海外子会社
• Quantifi（ニュージーランド）
• Ranovus（カナダ）
  • ODIN光学エンジンとそのバージョン
  • AMDとのコラボレーション
  • IBMとのコラボレーション
  • DARPA、Cerebras Systems、Ranovus
  • Jabilとの提携
• SABIC（サウジアラビア）
  • EXTEM Resin
  • ULTEM Resi
• Senko Advanced Components（米国）
  • Cudoformの買収
• Skorpios Technologies（米国）
  • Skorpios Technologiesチップ
  • アプリケーション
• Sumitomo Electric（日本）
  • 外部レーザー
  • ガラス上の電子統合
  • CPO用ファイバーアレイインターコネクト
• TE Connectivity（米国）
  • CPOへのTEパス
• Teramount（イスラエル）
• サードパーティのトランシーバーサプライヤーとディストリビューター、CPOの将来
• CPOにおけるスタートアップ、投資家、そして純粋プレイヤー
  • 将来のCPOスタートアップの製品/技術の焦点

Lawrence GasmanとCIRについて

このレポートで使用されている頭字語と略語