L’optique intégrée, connue sous le nom de Co-Packaged Optics ou CPO, rapproche les moteurs optiques du processeur réseau afin de réduire la longueur du trajet électrique séparant la fibre du chip. Selon Corning, cette évolution sera indispensable pour soutenir la croissance des clusters d’intelligence artificielle, mais elle avertit que remplacer simplement les transceivers connectables ne suffit pas : les connecteurs, fibres spéciales, plateaux et matrices optiques doivent être conçus comme un système intégré.

Les clés de la CPO en 20 secondes

• La CPO rapproche la conversion optique de l’ASIC réseau ou du GPU.
• Elle diminue les parcours électriques en cuivre à l’intérieur de l’équipement.
• Elle peut améliorer la consommation énergétique, la densité de bande passante et la latence.
• Un système peut intégrer plus de 1 000 fibres avec des alignements extrêmement précis.
• Son déploiement exige de fabriquer et valider l’ensemble du trajet optique interne simultanément.

Dans l’architecture classique d’un centre de données, la fibre arrive jusqu’à un transceiver intégré à l’avant du commutateur. Ce module convertit le signal optique en électrique, puis les données circulent sur des pistes en cuivre de la carte jusqu’au circuit intégré spécifique, ou ASIC.

Ce parcours peut atteindre environ 30 centimètres. Bien que cela paraisse court, cette distance devient problématique avec l’augmentation de la vitesse de chaque canal et de la capacité totale des commutateurs. La dégradation du signal, les interférences et le besoin d’un traitement numérique supplémentaire pour compenser les pertes s’accroissent.

L’optique intégrée modifie le point de conversion. Au lieu de placer le transceiver sur la carte avant, elle positionne de petits moteurs optiques à côté de l’ASIC de commutation, à l’intérieur du même boîtier ou très près. La fibre pénètre ainsi plus profondément dans l’équipement, le segment électrique étant réduit à quelques millimètres.

Pourquoi le cuivre commence à limiter la montée en puissance des commutateurs pour IA

Les clusters utilisés pour entraîner et exécuter des modèles d’intelligence artificielle nécessitent de transférer de grandes quantités d’informations entre GPU, accélérateurs, mémoire et stockage.

Les performances d’un GPU deviennent inutiles si celui-ci passe trop de temps à attendre les données provenant d’autres nœuds. C’est pourquoi les réseaux internes de ces systèmes évoluent, passant de commutateurs à 25,6 Tb/s et 51,2 Tb/s vers des plateformes de 102,4 Tb/s.

Le problème est que l’augmentation de la capacité du commutateur oblige aussi à augmenter la vitesse de chaque liaison électrique. Dans les designs traditionnels, le signal doit traverser connecteurs, pistes de circuit imprimé et autres composants avant d’atteindre le module optique.

Pour maintenir cette transmission utilisable, on recourt à des circuits de traitement numérique du signal, ou DSP. Ces composants corrigent les erreurs et compensent les pertes du canal, mais ils consomment plus d’énergie, génèrent de la chaleur et coûtent plus cher.

Broadcom indique que ce problème s’aggrave avec des interfaces SerDes à 212 Gb/s utilisant la modulation PAM4. Selon le fabricant, placer l’optique près de l’ASIC réduit ces pertes et peut offrir une économie d’énergie de plus de 3,5 fois par rapport à certains systèmes avec optique connectable et DSP. De plus, il estime une réduction du coût optique par bit et une densité de bande passante supérieure à 1 Tb/s par millimètre. Ces chiffres sont de Broadcom et dépendent de la plateforme comparée.

La CPO ne supprime pas la conversion lumière-électricité, mais la déplace. Le moteur optique continue de recevoir et d’envoyer des signaux, mais il est quasi au contact du processeur qui doit les exploiter.

Il existe une architecture intermédiaire appelée Near-Packaged Optics ou NPO. Dans ce cas, les moteurs optiques sont très proches de l’ASIC, sans partager le même boîtier précisément. Cette séparation facilite la fabrication et la maintenance, mais maintient un parcours électrique un peu plus long.

Plus de 1 000 fibres dans un seul équipement

Déplacer l’optique à l’intérieur du commutateur résout une partie du problème électrique mais crée un nouveau défi mécanique et optique.

Un système CPO doit gérer plus de 1 000 fibres dans un espace très réduit. Chaque groupe doit atteindre un circuit intégré photonique, aussi appelé PIC, avec une tolérance d’alignement inférieure à une micron, selon Corning. Une micron équivaut à un millième de millimètre.

La fibre ne peut pas être installée n’importe comment. Une courbure excessive augmente les pertes, tandis qu’une organisation inadéquate complique la fabrication et peut exercer des tensions sur les connexions tout au long de la vie de l’équipement.

Le design doit concilier quatre exigences :

• réduire les pertes d’insertion ;
• obtenir une haute densité de fibres ;
• assurer résistance mécanique et thermique ;
• permettre un montage reproductible en grandes quantités.

Ces objectifs peuvent entrer en conflit. Un connecteur plus compact augmente la densité, mais peut compliquer l’assemblage. Une fibre plus rigide peut améliorer certains aspects mécaniques, mais nécessite plus d’espace pour se courber. Une connexion amovible facilite le montage mais introduit une autre interface optique potentielle, source de pertes supplémentaires.

Corning insiste donc sur le fait que le connecteur frontal, la fibre spéciale, les plateaux internes et les matrices de fibres doivent être conçus ensemble.

Les Fiber Array Units ou FAU regroupent plusieurs fibres et alignent leurs noyaux avec les guides d’onde du circuit photonique. Leur précision est essentielle : une déviation minimale peut réduire considérablement la quantité de lumière entrant ou sortant du circuit.

Corning a développé des fibres résistantes aux courbures très serrées pour des parcours internes courts, ainsi que des plateaux optiques prémontés et des ensembles FAU prêts à être intégrés à proximité du chip. Tous ces composants sont rassemblés dans leur Optical Management Solution, une offre commerciale qui adapte le trajet optique au châssis de chaque client, livrée testée en une seule unité.

L’intégration améliore la performance, mais modifie la réparation

Les transceivers connectables offrent un avantage évident : ils peuvent être retirés et remplacés sans changer tout le commutateur.

En architecture CPO, une grande partie de l’optique est intégrée dans l’équipement, ce qui la rend difficile à réparer par un technicien sur site. Une défaillance interne peut nécessiter le remplacement d’un ensemble complet, voire de toute l’unité.

C’est l’un des principaux arguments contre l’adoption précoce de la CPO. Les opérateurs y sont habitués : changer des modules optiques individuels et disposer de pièces de rechange compatibles de plusieurs fabricants est leur norme.

Les défenseurs de la CPO répondent que cette intégration accrue élimine aussi des connecteurs, chemins électriques et composants sujets à défaillance. La fiabilité repose alors sur la validation de l’ensemble du lien, non sur la combinaison de pièces achetées séparément.

Broadcom a annoncé en octobre 2025 qu’un test de ses plateformes CPO effectué avec Meta avait accumulé un million d’heures de fonctionnement sans aucun “link flap”. Ce terme désigne une perte de connectivité courte qui provoque la chute et la remise en marche du lien. Cela montre le potentiel de la technologie dans ces conditions, même si cela ne permet pas d’inférer son comportement pour toutes les plateformes.

Corning et Broadcom ont également publié un document technique sur les bonnes pratiques de conception, de manipulation et de validation des fibres pour ces systèmes. Les deux entreprises collaborent dans Bailly, la plateforme Ethernet CPO de Broadcom, capable de 51,2 Tb/s, pour laquelle Corning fournit les composants optiques.

La CPO ne remplacera pas immédiatement tous les transceivers

L’arrivée de la CPO ne signifie pas que les modules connectables disparaîtront rapidement.

La technologie optique traditionnelle reste adaptée pour de nombreux commutateurs, serveurs et connexions où la consommation, l’espace ou la distance électrique ne justifient pas une intégration plus poussée.

Une alternative émerge également : l’optique connectable linéaire, connue sous le nom de LPO, qui réduit une partie du traitement numérique pour diminuer la consommation, sans déplacer entièrement l’optique dans le boîtier du chip.

Chaque architecture trouve un équilibre différent entre efficacité, coût, maintenance et interopérabilité. Les modules connectables facilitent la substitution et la concurrence entre fournisseurs. La CPO offre une intégration plus poussée et un potentiel de bande passante plus élevé, mais nécessite une coordination étroite entre l’ASIC, le moteur optique, la fibre, le refroidissement et le châssis.

Son adoption débutera probablement dans les systèmes les plus exigeants : commutateurs haute capacité pour réseaux d’IA, interconnexions entre accélérateurs, et plateformes où la consommation électrique par bit devient une limite à dépasser.

Broadcom commercialise déjà des solutions CPO et a annoncé des commutateurs Ethernet de 51,2 et 102,4 Tb/s. NVIDIA a également présenté des solutions réseau avec optique co-empaquetée pour ses futures infrastructures d’IA.

Le vrai défi ne réside pas seulement dans la fabrication de moteurs optiques à grande vitesse, mais dans la production de milliers de liens précis, compacts et fiables, de façon répétitive et à un coût maîtrisé.

La CPO déplace la fibre du frontal vers le cœur du commutateur. Elle réduit ainsi un obstacle électrique majeur dans les réseaux pour IA, mais rend aussi l’intérieur du système beaucoup plus complexe en optique. Sa capacité à évoluer dépendra de la conception et de la validation d’un trajet unique, cohérent, du connecteur extérieur jusqu’au circuit photonique.

Questions fréquentes

Qu’est-ce que l’optique coempaquetée ou CPO ?

C’est une architecture qui place les moteurs optiques près de l’ASIC réseau, du GPU ou d’un autre processeur, pour réduire la distance que la signal doit parcourir en cuivre.

Quelle différence y a-t-il entre la CPO et un transceiver connectable ?

Dans un design classique, le module optique est installé à l’avant du commutateur. Avec la CPO, la conversion optique se fait beaucoup plus près du circuit intégrée dans l’équipement.

Pourquoi la CPO consomme-t-elle moins d’énergie ?

En raccourcissant le trajet électrique, on réduit les pertes du signal et la nécessité de recourir à un traitement numérique intensif pour les compenser.

Peut-on remplacer individuellement les composants CPO ?

Généralement pas. Ces composants ne sont pas conçus pour une réparation sur site comme les transceivers. La fiabilité et la validation de l’ensemble du système prennent alors une importance accrue.

source : corning