NVIDIA Cisco USFP 光学器件让可插拔网络继续参与 AI 工厂竞赛

NVIDIA 和 Cisco 推出了 USFP，并宣称其密度可提升四倍，为可插拔光学器件进入更大规模的 AI 工厂提供了一条新路径。NVIDIA Cisco USFP 光学器件设计面向 400Gb/s 电气通道，以及最高 12.8Tb/s 的模块总容量。但两家公司公布的是开发计划，而非已出货的硬件或最终确定的标准。

这一差别正是问题的关键。NVIDIA 已在推广共封装光学器件（CPO），即将光引擎置于交换芯片旁，以缩短电信号传输距离。相比之下，USFP 保留了可从交换机或网络适配器中拆卸的光模块。它试图在提升带宽密度的同时，保留用户熟悉的维护方式。

因此，这项发布不只是又一种连接器格式。它押注于这样一种判断：随着网络功耗和密度日益成为更严苛的限制条件，运营商仍会重视可替换、支持多供应商的模块。与此同时，Broadcom 和其他供应商也在推进 CPO，使架构选择成为一项正在展开的竞争议题。

NVIDIA 和 Cisco 实际宣布了什么

USFP 是一种拟议中的光模块格式，它在 OSFP 尺寸的封装内结合了更高速的电气通道和大幅增加的通道数量。

NVIDIA 和 Cisco 于 2026 年 10 月 12 日在 Open Compute Project 全球峰会上公布了 Ultra-Dense Small Form Factor Pluggable（USFP）计划。双方的联合 USFP 公告将其描述为面向未来 Ethernet AI 网络的高密度模块。

可插拔收发器将来自交换机或网络适配器的电信号转换为通过光纤传输的光信号。技术人员无需更换交换机本身，即可拆卸和更换模块。这种运维模式帮助可插拔光学器件在多个数据中心网络代际中得到普及。

首批规划中的 USFP 模块将在与 OSFP 相近的尺寸内配置 16 条全双工通道；OSFP 是当前一种高容量可插拔格式。每条通道将支持 400Gb/s 电信号传输。Cisco 表示，这一配置可提供 6.4Tb/s 的总容量，并规划扩展至 32 条通道和 12.8Tb/s。

这些数字描述的是模块架构，而不是单条以 12.8Tb/s 运行的 Ethernet 连接。该设计可将其容量分配给多条链路，包括连接至交换机和 SuperNIC 的链路。SuperNIC 是为高吞吐量加速计算集群优化的网络适配器。

相较于每通道 200Gb/s 的可插拔模块，NVIDIA 和 Cisco 宣称其带宽及前面板带宽密度可提升四倍。双方还预计能效可提高约 1.3 倍。在量产硬件接受独立测试之前，这两项比较仍属于供应商预测。

物理形态之所以重要，是因为交换机前面板的空间有限。随着每条连接速度不断提高，现有设计无法无限增加端口数量。提升每个模块内部的容量，可以让交换机在不按比例扩大前面板的情况下承载更多带宽。

Cisco 和 NVIDIA 正与 TE Connectivity 及 Amphenol 合作开发连接器、笼架和模块。这些组件决定了收发器如何在机械和电气层面连接至其主机系统。它们的参与为该提案带来了经验丰富的制造合作伙伴，但并不等同于已建立广泛的市场采用。

两家公司还计划推动一个由社区主导、支持多源供应的开放行业规范项目。多源协议允许竞争供应商围绕共同的机械和电气要求构建可互操作组件。公告中未包含最终规范、贡献者名单、认证流程和实施时间表。

这一空白至关重要。数据中心运营商在承诺采用一种新格式前，需要的不只是一个有前景的设计。他们需要经过验证的模块、主机系统、散热指导、管理接口、第二供应来源，以及可信的供应路线图。

USFP 目前提供的是一个技术方向和一项生态系统建设提案。其已公布的规格雄心勃勃，但市场仍需看到成品在大规模环境下运行。

为什么 AI 工厂需要每台交换机提供更多带宽

眼前的问题并不只是链路速度更快。AI 建设者需要连接更多加速器，同时避免增加会消耗电力并延迟流量的网络层级。

大型 AI 系统会将工作分配给众多加速器。训练过程会在这些设备之间传输参数、梯度和中间结果。分布式推理同样会在服务器、存储系统和网络服务之间移动模型状态和请求。

这些工作负载产生的持续数据流不同于普通企业流量。当加速器等待来自另一台设备的数据时，可能处于闲置状态。即使 GPU 本身运行正常，昂贵的计算容量也无法产出有用工作。

网络可通过提高链路速度、增加端口或引入更多交换机来应对增长。最后一种选择可能会形成额外的网络层级。每增加一层，都会带来额外的光链路、交换芯片、电源转换、散热需求、管理工作和潜在拥塞点。

USFP 通过密度来应对这一问题。将每通道电信号速率从 200Gb/s 翻倍至 400Gb/s，可以在不将物理通道数量翻倍的情况下增加容量。将模块从 8 条通道扩展到 16 条，则进一步放大了这一增益。

这一机制解释了四倍密度的说法。拟议模块在与 OSFP 相近的尺寸内，将通道速度和通道数量均提升一倍。因此，与当前 8 通道、每通道 200Gb/s 的设计相比，它可提供四倍的总带宽。

更高的前面板密度可让设计人员从一台交换机连接更多 1.6Tb/s 端点。在扩展网络时，它还可能减少对额外交换机的需求。更少的层级可简化某些拓扑结构，并减少加速器之间的光电转换次数。

功耗是第二项限制条件。网络消耗的每一瓦电力，都是无法分配给处理器、内存、散热或设施开销的电力。NVIDIA 和 Cisco 认为，400G SerDes 技术改善了每传输比特所消耗的能量。SerDes 电路负责在芯片与高速链路之间对数据进行串行化和解串行化。

不过，能效提高 1.3 倍并不意味着整台交换机的总功耗会更低。更高密度的系统可能会消耗更多绝对功率，同时传输显著更多的数据。运营商必须综合评估每比特能耗、模块发热、交换机功耗和散热。

Cisco OCP 产品组合将 USFP 与新的交换芯片和系统并列展示。Cisco 表示，其 102.4Tb/s Silicon One G300 已进入客户送样阶段，首批基于 G300 的系统正在出货。该公司还宣布推出面向机架顶端系统的 51.2Tb/s G302 芯片。

这一更广泛的背景表明，光学器件无法独立演进。交换专用集成电路必须提供足够带宽，才能使用密度更高的模块。电路板必须承载更高速的信号，连接器也必须在每通道 400Gb/s 的条件下保持信号完整性。

散热工程同样变得至关重要。更多通道将电气和光学活动集中在狭小区域内。因此，紧凑型模块需要可信的冷却设计，尤其是在一台交换机前面板上部署许多模块时。

AI 建设者在集群和设施两个层面都面临这一限制。单个机架可能需要与相邻机架进行高密度连接。更大规模的部署则必须协调跨越多排机架、机房，甚至独立数据中心的流量。

USFP 专门面向本地横向扩展网络，而非 AI 设施中的每一种光连接。远距离数据中心互联采用不同的光学技术和运行要求。将所有光网络视为同一个市场，会掩盖这一差异。

该提案之所以具有相关性，是因为它聚焦于计算系统之间一个成本高昂的瓶颈。若它能避免增加一层网络，其价值就不止于醒目的带宽数字。它还可能影响加速器利用率、物理占地、故障域，以及每传输一比特数据所分配的电力。

NVIDIA Cisco USFP 光学器件挑战 CPO 热潮

核心竞争在于可插拔方案的可维护性，与将光学器件集成在交换芯片旁所承诺的密度和能效之间的较量。

CPO 缩短了交换芯片与其光引擎之间的电气路径。高速电信号在电路板上传输时会损失能量和信号质量。将光电转换移至更接近芯片的位置，可以减轻这一负担。

随着通道速率提升，这种架构变得更具吸引力。传统前面板模块要求电信号从交换芯片穿过电路板并通过连接器传输。在每通道 400Gb/s 的条件下，要在这一路径上保持信号质量会更加困难。

但 CPO 改变了维护模式。发生故障的可插拔模块可从交换机前方拆卸。涉及共封装光学组件的故障，则可能需要更复杂的维修，并可能影响更大的组件总成。

NVIDIA Cisco USFP 光学器件提案认为，更好的模块工程设计可以将可插拔模式延续到每通道 400G 的时代。它并未否认 CPO 的能效优势，而是主张运营商应保留架构选择权。

Cisco 明确表示，未来网络将采用可插拔、近封装和共封装设计。其 USFP 设计说明强调了可替换模块、成熟供应链和互操作性。这种表述将 USFP 定位为解决带宽问题的一条路径，而不是通用替代方案。

NVIDIA 同时也在推进竞争路线。其 Spectrum-X Ethernet Photonics 交换机采用配备 200Gb/s SerDes 的共封装光学器件。NVIDIA 表示，与使用传统收发器的网络相比，这些系统可实现五倍更高的能效和五倍更长的 AI 正常运行时间。

这些数据来自 NVIDIA，不应被视为独立基准。它们还将完整的 CPO 系统与传统收发器进行了比较，而 USFP 面向的是更晚期的每通道 400G 时代。这些产品和比较基准并不完全相同。

尽管如此，NVIDIA 同时支持 CPO 和 USFP 仍颇具启示性。这表明该公司预计 AI 网络将因运行需求不同而分化。最大规模的集群可能优先考虑最高程度的集成，而其他部署可能更重视现场更换能力和供应商选择。

Broadcom 从另一个方向施加压力。该公司曾展示一款采用 CPO、具备 400G 每通道光学数字信号处理器的 102.4Tb/s Ethernet 交换机。DSP 会在光传输前校正和编码高速信号。

Broadcom 表示，其 Taurus 400G 每通道平台支持当前的 1.6Tb/s 模块，并为未来的 3.2Tb/s 收发器奠定基础。其 OFC 产品组合表明，每通道 400G 的发展并不局限于 NVIDIA 和 Cisco。

因此，竞争并不只是两家公司之间的较量，而是基础设施模式之间的竞争。双方都需要高速 SerDes、光学组件、封装、光纤连接、管理软件和规模化制造能力。

可插拔方案提供模块化更换能力和熟悉的采购模式。运营商可以分别认证模块、储备备件，并在前面板更换故障单元。多来源生态系统还能避免依赖单一收发器供应商。

CPO 承诺更短的电气路径和更高的集成度。它可以突破前面板限制，并在极高交换容量下提升效率。其挑战包括封装复杂性、散热设计、光纤连接、外置激光器管理和维护流程。

线性可插拔光学器件（LPO）则提供了另一条路径。LPO 通过移除或简化模块内部的数字信号处理来降低功耗和延迟。这种方法保留了可拆卸形态，但可能要求主机电子设备与光学器件之间进行更紧密的协同。

更广泛的市场很可能会采用不止一种架构。不同设计可服务于 AI 系统内部的纵向扩展链路、系统之间的横向扩展网络，以及设施之间的跨域连接。距离、拓扑、维修策略和能耗限制将影响每一项决策。

USFP 的重要性在于，它避免行业将 CPO 视为应对通道速率提升的唯一可信答案。它为可插拔生态系统提出了一种围绕同样的每通道 400G 转型而设计的规格。

这并不保证其获胜。该规格必须在 CPO 于密度、成本或运营成熟度方面取得压倒性优势之前实现量产。它还必须证明，可更换性依然足够有价值，足以抵消更长电气路径和前面板封装带来的代价。

可维护性既是 USFP 的优势，也是其最严峻的考验

USFP 只有在不牺牲每通道 400Gb/s 所需的信号完整性、散热和互操作性的前提下，保留实用的可更换性，才能成功。

可插拔光学器件具有直接的运营吸引力。当模块发生故障时，技术人员可以识别故障模块、将其取下、安装替代品并恢复链路。交换机机箱可继续运行，其他端口不受影响。

这种工作流程在大型集群中至关重要，因为组件故障属于常态而非例外。一个包含数千条链路的网络需要可预测的维修流程。运营商还需要遥测能力，以将故障定位至模块、连接器、光纤、板卡或交换芯片。

USFP 必须在要求更高的物理条件下保留这种简洁性。更快的电信号传输缩小了损耗、噪声、反射和制造差异的容错空间。模块与主机之间的接口必须在不同供应商和生产批次之间保持一致工作。

连接器并非无足轻重的配件。它直接位于高速信号路径中。材料、几何结构、组装或公差上的微小差异，都可能影响每通道 400Gb/s 下的性能。

TE Connectivity 和 Amphenol 强化了该项目，因为两家公司都生产高速互连组件。它们的参与有助于将电气图纸转化为可制造的连接器和笼体系统。不过，该公告并未说明已认证产品或量产时间。

热性能带来了另一项考验。一个 16 通道模块在紧凑机身内集成了大量电子元件。其热量必须排出模块，同时不能损害相邻光学器件，也不能要求不切实际的气流条件。

所宣称的 1.3 倍能效针对的是单位数据量的能耗。运营商仍需要了解模块绝对功耗、进风温度限制、气流要求，以及在完整交换机配置下的表现。实验室模块与满配系统面临的条件并不相同。

互操作性也需要比物理适配更广泛的定义。模块可以滑入笼体，却仍可能无法与主机正常工作。电信号、固件、管理接口、诊断、错误处理和光学规格都需要保持一致。

因此，拟议中的多来源合作是这一事件的核心。NVIDIA 和 Cisco 需要吸引更多模块制造商、交换机供应商、芯片供应商和运营商参与。缺少这些参与者，开放规范可能只是在纸面上开放，实际却形成狭窄的供应商生态系统。

行业还需要围绕每通道 400G 信号传输达成共识。IEEE 在 2026 年围绕这一转型成立了研究工作组。其公开的 400G lane work 涵盖电气、光学、铜缆、近封装和共封装相关议题。

这项标准活动表明，该技术仍处于定义和验证阶段。USFP 无法独立解决所有物理层要求。其发展必须与更广泛的以太网和互连工作保持一致。

该公告仍留下若干实际问题未解。NVIDIA 和 Cisco 没有提供送样日期、量产日期、模块传输距离选项、主机功耗限制、定价或已发布的规范。两家公司也未点名将支持 USFP 的潜在交换机系统。

公告中没有任何超大规模云厂商或 AI 云运营商作为已承诺客户出现。TE Connectivity 和 Amphenol 支持组件生态系统，但供应商参与不同于客户采用。买方最终将决定可维护性的权衡是否足以证明再引入一种模块规格是合理的。

向后兼容性需要谨慎解读。Cisco 表示，USFP 提供了一条支持基于 200G 和 400G SerDes 的系统及专用集成电路的路径。这并不必然意味着运营商可以将 USFP 模块插入现有 OSFP 笼体。

相似的外形尺寸并不能证明其在机械、电气、散热或软件方面兼容。运营商应等待规范发布后，再假定现有系统可以通过更换模块升级。

密度计算也值得审视。前面板带宽提升四倍，是与每通道 200G 可插拔方案进行的设计层面对比。实际部署取决于链路拆分、光纤布线、传输距离、交换机端口规模、线缆管理和故障策略。

此外，移除一个网络层级并不会自动发生。拓扑必须在合适的位置提供足够端口和可用容量。超售、拥塞控制和工作负载部署仍会影响集群性能。

这种不确定性并不意味着 USFP 不重要。它界定了此次公告实际代表的内容。NVIDIA 和 Cisco 提出了一个严肃的架构方案，并拥有可信的组件合作伙伴，但尚未形成完整的产品生态系统。

对于买方而言，正确的回应既不是忽视，也不是立即承诺。他们应评估其未来网络是否更重视热插拔更换、供应商多样性和熟悉的运营方式，而非最高程度的光学集成。

NVIDIA 和 Cisco USFP 接下来会发生什么

三个信号将决定 USFP 是成为持久平台，还是停留在有吸引力的规范提案阶段。

第一个信号是多来源规范的发布。它应定义机械尺寸、电气接口、散热范围、管理行为和合规要求。公开获取以及广泛的贡献者名单，将增强其开放性主张。

参与度与发布同样重要。更多光模块制造商的支持将降低供应集中度。交换芯片供应商和系统制造商的支持，则将表明 USFP 能够超越由 NVIDIA 和 Cisco 控制的产品。

第二个信号是可工作的每通道 400G 硬件。工程样品应展示其可在不止一家主机和模块供应商之间实现稳定链路。有价值的披露应包括误码率表现、模块功耗、温度行为、传输距离和故障恢复能力。

独立测试将尤其重要。四倍带宽密度源于该架构的通道数和速率。1.3 倍能效的说法则需要在明确工作负载和可比较系统条件下获得测量验证。

第三个信号是具名部署。一家超大规模云厂商、新型云服务商或企业 AI 运营商，将为该规格解决实际网络设计问题提供证据。仅有采购承诺，不如在真实交换机、光纤和运维工具中完成认证更具说服力。

CPO 部署的时机将影响这一决定。NVIDIA 表示，其 Spectrum-X Ethernet Photonics 系统已为 Vera Rubin 平台投入生产。该公司的 Rubin network plan 将 CoreWeave、Lambda 和 Oracle Cloud Infrastructure 列为首批 CPO 采用者。

如果这些部署在不造成棘手维修流程的情况下实现能效和可靠性，支持 CPO 的理由将增强。如果维护复杂性拖慢采用，USFP 的可拆卸设计将显得更有价值。

Broadcom 的进展将提供另一项基准。若其交付具备成熟 CPO 或被广泛采用的每通道 400G 组件的系统，将促使 USFP 阵营加快发布规范和产品时间表。延迟则会给予既有 OSFP 和 CPO 路线图更多整合时间。

买方还应关注供应商如何描述故障域。可更换模块可将某些维修限制在单个端口。集成式光学器件可能影响更大的组件，尽管系统架构和冗余能够降低运营影响。

决策不会仅基于原始带宽。运营商将比较总交换容量、每比特功耗、散热、光纤管理、更换时间、备件库存、供应商选择和软件可视性。他们还将考量已部署系统中光学故障的发生频率。

NVIDIA 和 Cisco 将 USFP 定位为经过验证的运营方式的延伸。这一承诺将通过连接器耐久性、固件行为、供应一致性和技术人员可达性等日常细节接受检验。这些因素很少成为发布公告的主角，却决定着基础设施采购。

NVIDIA Cisco USFP 光学计划值得关注，因为它让一种真实的架构选择得以保留。它提出，可拆卸模块能够渡过每通道 400G 的转型，同时不放弃未来 AI 网络所需的密度。

其最有力的论点是运营连续性。其最大风险在于，物理规律和集成要求可能使这种连续性代价过高。下一版规范、可互操作的原型和客户部署将显示哪一方更具分量。

规划下一代 AI 网络的基础设施团队应直接提出一个问题：他们能够长期运营哪种故障和升级模式？他们应根据实际拓扑和维护限制，比较 USFP、当前可插拔方案、LPO 和 CPO。标题中的吞吐量只是起点。最终胜出的规格，将是既能传输足够数据，又能实现可制造、可维护并由多家供应商提供的那一种。