NVIDIA Cisco USFP 光學模組讓可插拔網絡繼續參與 AI 工廠競賽

NVIDIA 與 Cisco 推出 USFP，並聲稱密度可提升四倍，為可插拔光學模組開拓進入更大型 AI 工廠的新路徑。NVIDIA Cisco USFP 光學模組設計瞄準 400Gb/s 電氣通道，以及高達 12.8Tb/s 的模組總容量。不過，兩家公司公布的是開發計劃，並非已出貨的硬件或完成的標準。

這項分別正是問題的核心。NVIDIA 已在推廣共封裝光學技術（co-packaged optics，CPO），即將光學引擎置於交換器矽晶片旁，以縮短電氣傳輸距離。USFP 則讓光學模組維持可從交換器或網絡適配器拆卸的設計。它嘗試在提升頻寬密度的同時，保留熟悉的維護方式。

因此，這項公布不只是另一種連接器格式。它押注營運商在網絡供電與密度日益成為嚴格限制時，仍會重視可更換、可由多家供應商提供的模組。Broadcom 與其他供應商同時推進 CPO，令架構選擇成為即時的競爭議題。

NVIDIA 與 Cisco 實際公布了甚麼

USFP 是一種建議中的光學模組格式，結合更快的電氣通道與大幅增加的通道數量，並裝入 OSFP 尺寸的外形之中。

NVIDIA 與 Cisco 在 2026 年 10 月 12 日的 Open Compute Project Global Summit 公布 Ultra-Dense Small Form Factor Pluggable（USFP）計劃。兩家公司共同發布的 USFP 公告將其描述為面向未來 Ethernet AI 網絡架構的高密度模組。

可插拔收發器會把交換器或網絡適配器發出的電氣訊號，轉換為經光纖傳輸的光學訊號。技術人員可移除及更換模組，而毋須更換交換器本身。這種運作模式有助可插拔光學模組跨越多代數據中心網絡持續普及。

首批計劃中的 USFP 模組，會在與現行高容量可插拔格式 OSFP 相若的外形中，配置 16 條全雙工通道。每條通道支援 400Gb/s 電氣訊號傳輸。Cisco 表示，這個配置可提供 6.4Tb/s 總容量，並計劃進一步擴展至 32 條通道及 12.8Tb/s。

這些數字描述的是模組架構，而非單一以 12.8Tb/s 運行的 Ethernet 連線。該設計可將容量分配至多條連線，包括通往交換器及 SuperNIC 的連線。SuperNIC 是為高吞吐量加速運算叢集而最佳化的網絡適配器。

相較每條通道 200Gb/s 的可插拔模組，NVIDIA 與 Cisco 聲稱 USFP 可提供四倍頻寬及前面板頻寬密度，並預計能源效率可提高約 1.3 倍。在量產硬件獲得獨立測試前，兩項比較仍屬供應商預測。

實體格式之所以重要，是因為交換器面板空間有限。隨着每條連線變得更快，現有設計不能無止境增加連接埠。在每個模組內提升容量，讓交換器毋須按比例擴大前面板，便可提供更多頻寬。

Cisco 與 NVIDIA 正與 TE Connectivity 及 Amphenol 合作開發連接器、模組籠及光學模組。這些元件決定收發器如何在機械及電氣層面連接至主機系統。它們的參與為該建議帶來具經驗的製造夥伴，但不代表市場已廣泛採用。

兩家公司亦計劃推動由社群主導、支援多來源供應的開放業界規格項目。多來源協議讓競爭對手可根據共同的機械及電氣要求，製造可互通的元件。公告未包括最終規格、參與者名單、認證流程及實施時間表。

這個缺口十分重要。數據中心營運商在承諾採用新格式前，需要的不只是一個具前景的設計。他們需要已驗證的模組、主機系統、散熱指引、管理介面、第二供應來源，以及可信的供應路線圖。

USFP 目前提供的是技術方向及建立生態系統的建議。其公布的規格雄心勃勃，但市場仍需看到可大規模運作的成品。

為何 AI 工廠需要每台交換器提供更多頻寬

眼前的問題不只是更快的連線。AI 建設者需要在不增加耗電及延遲流量的網絡層級下，連接更多加速器。

大型 AI 系統會把工作分配至大量加速器。訓練工作會在這些裝置之間傳送參數、梯度及中間結果。分散式推理亦會在伺服器、儲存系統及網絡服務之間移動模型狀態和請求。

這些工作負載會產生持續流量，與一般企業流量不同。加速器在等候另一部裝置傳送資料時，可能會處於閒置狀態。即使 GPU 本身正常運作，昂貴的運算能力亦無法產生實際工作成果。

網絡可透過提高連線速度、增加連接埠，或引入更多交換器來應對增長。最後一種做法可能產生額外網絡層級。每個新增層級均會增加光學連線、交換器矽晶片、電源轉換、散熱需求、管理工作及潛在壅塞點。

USFP 透過密度應對這個問題。把每條通道的電氣訊號速度由 200Gb/s 提高至 400Gb/s，可在毋須把實體通道數量加倍下提升容量。把模組由八條通道擴展至 16 條，則進一步放大這項增益。

這個機制解釋了四倍密度的說法。建議中的模組在與 OSFP 相若的外形內，把通道速度及通道數量各提升一倍。因此，它提供目前八通道、每通道 200Gb/s 設計相關總頻寬的四倍。

更高的前面板密度，將讓設計人員從單一交換器連接更多 1.6Tb/s 端點。它亦可能減少擴展網絡架構時對額外交換器的需要。更少層級可簡化部分拓撲結構，並減少加速器之間的光電轉換次數。

電力是第二項限制。網絡消耗的每一瓦電力，都不能用於處理器、記憶體、散熱或設施開銷。NVIDIA 與 Cisco 認為，400G SerDes 技術可改善每個傳輸位元的能源使用量。SerDes 電路負責在晶片與高速連線之間進行資料序列化及反序列化。

不過，能源效率提高 1.3 倍，並不代表整部交換器的總耗電量更低。更高密度的系統在傳輸大幅增加的資料量時，絕對耗電量仍可能更高。營運商必須一併評估每位元能源消耗、模組熱量、交換器耗電及散熱。

Cisco OCP 產品組合將 USFP 與新交換器矽晶片及系統並列。Cisco 表示，其 102.4Tb/s Silicon One G300 已進入客戶樣品測試階段，而首批基於 G300 的系統已開始出貨。公司亦公布用於機架頂層系統的 51.2Tb/s G302 晶片。

這個更廣闊的背景顯示，光學技術不能獨立演進。交換器專用積體電路必須提供足夠頻寬，才能使用更高密度的模組。電路板必須承載更快訊號，連接器亦必須在每條通道 400Gb/s 下維持訊號完整性。

散熱工程同樣變得重要。更多通道會把電氣及光學活動集中在狹小空間內。因此，緊湊模組需要可信的散熱設計，尤其是在單一交換器面板裝設大量模組時。

AI 建設者在叢集及設施層面均面對這項限制。單一機架可能需要與相鄰機架建立高密度連線。更大型部署則必須協調跨越多行機架、大廳或不同數據中心的流量。

USFP 特別處理的是本地橫向擴展網絡架構，而非 AI 設施內的每一種光學連線。長距離數據中心互連使用不同的光學技術及運作要求。把所有光學網絡視為同一市場，會掩蓋這項分別。

這項建議之所以相關，是因為它聚焦於運算系統之間成本高昂的瓶頸。若能避免增加另一層網絡，其價值便不止於標題上的頻寬數字，還可能影響加速器使用率、實體佔用空間、故障範圍，以及每位元傳輸所分配的電力。

NVIDIA Cisco USFP 光學模組挑戰 CPO 熱潮

這場競爭的核心，是可插拔設計的可維修性，對決整合在交換器矽晶片旁的光學技術所承諾的密度與效率。

CPO 縮短交換器晶片與其光學引擎之間的電氣路徑。高速電氣訊號在電路板上傳輸時，會損失能量及訊號品質。把光電轉換移近晶片，可減輕這項負擔。

隨着通道速度提高，這種架構更具吸引力。傳統前面板模組要求電氣訊號由交換器晶片穿越電路板，再經過連接器傳輸。在每條通道 400Gb/s 下，要在這段路徑維持訊號品質會更加困難。

然而，CPO 改變了維護模式。故障的可插拔模組可從交換器前方移除；涉及共封裝光學元件的故障，則可能需要更複雜的維修，並可能影響更大的組件。

NVIDIA Cisco USFP 光學模組建議認為，透過更佳的模組工程，可把可插拔模式延伸至每通道 400G 世代。它並非否認 CPO 的效率優勢，而是主張營運商應保留架構選擇。

Cisco 明確表示，未來網絡將採用可插拔、近封裝及共封裝設計。其 USFP 設計說明強調可更換模組、成熟供應鏈及互通性。這種措辭將 USFP 定位為解決頻寬問題的其中一條路徑，而非通用替代方案。

NVIDIA 亦正推進競爭路線。其 Spectrum-X Ethernet Photonics 交換器採用搭載 200Gb/s SerDes 的共封裝光學技術。NVIDIA 表示，與使用傳統收發器的網絡相比，這些系統可提供五倍更佳能源效率及五倍更長的 AI 正常運行時間。

這些數字來自 NVIDIA，不應視為獨立基準測試。它們比較的亦是完整 CPO 系統與傳統收發器，而 USFP 的目標是較後期的每通道 400G 世代。產品及比較基準並不相同。

不過，NVIDIA 同時支援 CPO 與 USFP，頗具啟示性。這顯示公司預期 AI 網絡架構會因應不同運作要求而分流。最大型叢集或會優先考慮最高整合度，而其他部署則可能更重視現場更換能力及供應商選擇。

Broadcom 從另一方向施加壓力。該公司展示了一款搭載 CPO 及每通道 400G 光學數碼訊號處理器的 102.4Tb/s Ethernet 交換器。DSP 會在光學傳輸前校正及編碼高速訊號。

Broadcom 表示，其 Taurus 每通道 400G 平台支援現有 1.6Tb/s 模組，並為未來 3.2Tb/s 收發器奠定基礎。其 OFC 產品組合顯示，每通道 400G 的開發並不限於 NVIDIA 與 Cisco。

因此，競爭並非簡單地歸結為一家公司對另一家公司的較量，而是基礎設施模式之間的競逐。雙方均需要高速 SerDes、光學元件、封裝、光纖連接、管理軟件，以及大規模製造能力。

可插拔模組提供模組化更換方式及熟悉的採購模式。營運商可分別認證模組、儲備備件，並在前面板更換故障單元。多來源生態系統亦可避免依賴單一收發器供應商。

CPO 則承諾更短的電氣路徑及更高整合度。它可釋放前面板限制，並在極高交換器容量下提升效率。其挑戰包括封裝複雜性、散熱設計、光纖接合、外置雷射管理及維修程序。

線性可插拔光學技術（LPO）提供另一條路徑。LPO 移除或簡化模組內的數碼訊號處理，以降低功耗及延遲。這種做法保留可拆卸格式，但可能要求主機電子元件與光學元件之間更緊密協調。

更廣泛的市場很可能會採用不止一種架構。不同設計可服務 AI 系統內的 scale-up 連接、系統之間的 scale-out 網絡，以及設施之間的 scale-across 連接。距離、拓撲、維修政策及能源限制將影響每項決策。

USFP 的重要性在於，它避免業界將 CPO 視為應對通道速率提升的唯一可信答案。它為可插拔生態系統提出一種圍繞相同 400G 每通道轉型而設計的格式。

這並不保證勝出。該格式必須在 CPO 於密度、成本或營運成熟度方面取得壓倒性優勢前實現量產。它亦必須證明，可更換性仍有足夠價值，足以合理化較長的電氣路徑及前面板封裝。

可維修性是 USFP 的優勢，也是最嚴峻的考驗

USFP 只有在不犧牲每通道 400Gb/s 所需的訊號完整性、散熱及互通性的前提下，保留實際可行的更換能力，才能成功。

可插拔光學模組具備直接的營運吸引力。當模組故障時，技術人員可識別故障模組、將其移除、安裝替代品，並恢復連線。其他連接埠繼續運作時，交換器機箱可維持服務。

這套工作流程在大型叢集中十分重要，因為元件故障屬於常態而非例外。擁有數千條連線的網絡需要可預測的維修程序。營運商亦需要遙測功能，將故障定位至模組、連接器、光纖、電路板或交換器矽晶片。

USFP 必須在要求更高的物理條件下保留這種簡潔性。更快的電氣訊號傳輸收窄了損耗、雜訊、反射及製造差異的容許空間。模組與主機之間的介面必須在不同供應商及生產批次之間保持一致運作。

連接器並非次要配件。它直接位於高速訊號路徑之中。材料、幾何形狀、組裝或公差的細微差異，均可能影響每通道 400Gb/s 的效能。

TE Connectivity 和 Amphenol 為項目增添實力，因為兩家公司均生產高速互連元件。它們的參與有助將電氣圖紙轉化為可製造的連接器及籠架系統。然而，公告並未列出已認證產品或量產日期。

散熱表現帶來另一項考驗。一個 16 通道模組在緊湊的機身內集中了大量電子元件。其熱量必須從模組排出，同時不能損害鄰近光學元件，或要求不切實際的氣流。

所聲稱的 1.3 倍能源效率針對的是每單位數據的能源消耗。營運商仍需了解模組絕對功耗、進風溫度限制、氣流要求，以及在完整交換器配置下的表現。實驗室模組與滿載系統面對的條件並不相同。

互通性的定義亦需超越物理配合。模組可以滑入籠架，卻未必能與主機正常運作。電氣訊號、韌體、管理介面、診斷、錯誤處理及光學規格，均需要互相配合。

因此，所提出的多來源計劃是故事的核心。NVIDIA 和 Cisco 需要其他模組製造商、交換器供應商、矽晶片供應商及營運商參與。否則，開放規格可能只是紙面上的開放，實際上卻只是一個狹窄的供應商生態系統。

業界亦需要就每通道 400G 訊號傳輸達成共識。IEEE 在 2026 年期間圍繞這一轉型成立研究工作。其公開的 400G lane work 涵蓋電氣、光學、銅纜、近封裝及共封裝等考量。

這項標準活動顯示，技術仍處於定義和驗證階段。USFP 無法自行解決每一項實體層要求。其發展必須與更廣泛的 Ethernet 及互連工作保持一致。

公告未有解答多項實際問題。NVIDIA 和 Cisco 沒有提供送樣日期、量產日期、模組傳輸距離選項、主機功耗限制、定價或已發布規格。兩家公司亦沒有列出將支援 USFP 的潛在交換器系統。

公告中沒有任何超大規模雲端服務商或 AI 雲端營運商以承諾客戶身分出現。TE Connectivity 和 Amphenol 支援元件生態系統，但供應商參與不同於客戶採用。最終，買家將決定可維修性的取捨是否足以合理化另一種模組格式。

向後相容性需要審慎解讀。Cisco 表示，USFP 提供支援採用 200G 及 400G SerDes 的系統和專用集成電路的路徑。這不一定意味營運商可將 USFP 模組插入現有 OSFP 籠架。

相近的外形尺寸並非機械、電氣、散熱或軟件相容性的證明。營運商應等待規格公布後，才假定既有系統可透過更換模組升級。

密度計算亦值得仔細審視。前面板頻寬增加四倍，是與每通道 200G 可插拔模組相比的設計層面比較。實際部署取決於連線分拆、光纖佈線、傳輸距離、交換器 radix、纜線管理及故障政策。

此外，移除一個網絡層級並不會自動發生。拓撲必須在正確位置提供足夠的連接埠及可用容量。超額認購、壅塞控制及工作負載配置，仍會影響叢集效能。

這種不確定性並不表示 USFP 不重要。它界定了這項公告實際代表甚麼。NVIDIA 和 Cisco 提出了一項嚴肅的架構建議，並有可信的元件合作夥伴，但尚未形成完成的產品生態系統。

對買家而言，正確回應既不是置之不理，也不是立即承諾採用。他們應檢視未來網絡架構是否比起最高程度的光學整合，更重視熱插拔更換、供應商多元化及熟悉的營運方式。

NVIDIA 和 Cisco USFP 接下來會如何發展

三個訊號將決定 USFP 會成為持久的平台，還是停留在具吸引力的規格建議。

第一個訊號是多來源規格的發布。它應界定機械尺寸、電氣介面、散熱範圍、管理行為及合規要求。公開存取及廣泛的貢獻者名單，將加強其開放性的說法。

參與程度與發布本身同樣重要。獲得更多光學模組製造商支持，將減少供應集中風險。獲得交換器矽晶片供應商及系統製造商支持，則可顯示 USFP 能延伸至 NVIDIA 和 Cisco 控制產品以外。

第二個訊號是可運作的每通道 400G 硬件。工程樣品應展示在多於一個主機及模組供應商之間的穩定連線。有用的披露包括位元錯誤表現、模組功耗、溫度表現、傳輸距離及故障恢復能力。

獨立測試將尤其重要。四倍頻寬密度源自此架構的通道數量及速度。1.3 倍效率的說法則需要在既定工作負載及可比較系統條件下進行量測。

第三個訊號是具名部署案例。超大規模雲端服務商、新型雲端服務商或企業 AI 營運商，可證明該格式解決了實際網絡設計問題。單純採購承諾的說服力，將低於在真實交換器、光纖及營運工具中完成認證。

CPO 部署的時機將影響這項決定。NVIDIA 表示，其 Spectrum-X Ethernet Photonics 系統已為 Vera Rubin 平台投入生產。公司的 Rubin network plan 將 CoreWeave、Lambda 和 Oracle Cloud Infrastructure 列為首批 CPO 採用者。

若這些部署可在不造成困難維修程序下實現效率及可靠性，CPO 的論點將更具說服力。若服務複雜性拖慢採用，USFP 的可拆卸設計將顯得更有價值。

Broadcom 的進展將提供另一項基準。推出採用成熟 CPO 或獲廣泛採用的每通道 400G 元件的系統，將促使 USFP 團隊加快公布規格和產品時間表。延誤則會讓既有 OSFP 及 CPO 路線圖有更多時間鞏固。

買家亦應留意供應商如何描述故障範圍。可更換模組可將部分維修限制於一個連接埠。整合式光學元件可能影響較大型的組件，儘管系統架構及冗餘設計可減低營運影響。

決策不會只取決於原始頻寬。營運商將比較交換器總容量、每位元瓦數、散熱、光纖管理、更換時間、備件庫存、供應商選擇及軟件可視性。他們亦會考慮光學故障在已部署系統中出現的頻率。

NVIDIA 和 Cisco 將 USFP 定位為經驗證營運方式的延伸。這項承諾將在平凡細節中受到考驗，包括連接器耐用性、韌體行為、供應一致性及技術人員存取。這些因素很少成為發表公告的焦點，卻會塑造基礎設施採購決定。

NVIDIA Cisco USFP 光學計劃值得關注，因為它讓真正的架構選擇得以延續。它提出，可拆卸模組能在每通道 400G 轉型中存續，同時不放棄未來 AI 網絡架構所需的密度。

其最強論點是營運延續性。其最大風險則是物理限制及整合需求令這種延續性成本過高。下一份規格、可互通原型及客戶部署，將顯示哪一方更具份量。

規劃下一代 AI 網絡架構的基礎設施團隊，應直接問一個問題：他們能夠長年運作哪一種故障及升級模式？他們應根據實際拓撲及維護限制，比較 USFP、現有可插拔模組、LPO 和 CPO。標題所述的吞吐量只是起點。最終勝出的格式，將是既能傳輸足夠數據，同時可製造、可維修，並能由多個供應商供應的格式。