微軟MOSAIC技術有望削減AI數據中心網絡能耗50%

微軟研究院開發了一項名為MOSAIC的MicroLED光學互連系統，該公司在博客中表示，預計該技術在部署后比主流激光光纜節約約50%的能耗。

微軟表示，這一數據基于實驗室測試結果結合部署評估得出。

MOSAIC系統由微軟英國劍橋實驗室與Azure Core、Azure硬件系統和基礎設施團隊以及Microsoft 365團隊合作開發。與依賴少數高速激光驅動通道的傳統光纖電纜不同，新系統使用數百個由更便宜、溫度更穩定的MicroLED驅動的并行低速通道。信號通過市售成像光纖傳輸，這與醫療內窺鏡使用的多核電纜相同。

團隊已與聯發科和其他供應商完成概念驗證，將完整的MOSAIC系統微型化為拇指大小的收發器，兼容現有數據中心設備。微軟表示，預計在2027年底與行業合作伙伴實現商業化。

根據IDC數據，電力占企業數據中心總支出的46%，在服務提供商設施中占60%。IDC預測AI數據中心能耗將以44.7%的年復合增長率增長，到2027年達到146太瓦時。

Counterpoint Research研究副總裁兼合伙人Neil Shah在接受采訪時表示："電力是當今AI數據中心面臨的最大瓶頸。微軟使用廉價MicroLED的方法很好，能夠控制耗電巨大的AI數據中心內的熱力瓶頸，從而降低超大規模廠商以及最終租用基礎設施的CIO的總擁有成本。"

微軟認為，功耗問題始于電纜本身。

銅互連在高數據速率下最長約兩米，僅限于單個機架內使用。基于激光的光纖電纜傳輸距離更遠，但耗電更多且對溫度和灰塵敏感。微軟表示，MOSAIC傳輸距離可達50米，同時功耗比兩者都低。

項目首席研究員、微軟合作研究經理Paolo Costa在博客中寫道："成像光纖看起來像標準光纖，但內部有數千個核心。這是缺失的部分。我們終于找到了在一根電纜中承載數千個并行通道的方法。"

MOSAIC并非微軟唯一的光網絡投資，也不是進展最快的項目。

MOSAIC伴隨著空心光纖（HCF）技術推出，這是微軟已在全球部署的補充技術。HCF通過空氣而非玻璃傳輸光信號，根據微軟引用的南安普頓大學發表研究，數據傳輸速度提高47%，延遲降低33%。

微軟Azure超大規模網絡總經理Frank Rey在博客中表示，兩項技術互補——HCF用于長距離數據中心間連接，MOSAIC用于設施內GPU和服務器連接。

Rey表示："使用MicroLED，您擁有LED相對激光的純效率優勢。這對任何數據中心的電力使用都有直接的底線影響。"

MOSAIC進入了一個競爭激烈的領域。英偉達和博通正在推進共封裝光學器件（CPO）作為降低互連功耗的首選路徑，英偉達基于CPO的交換機承諾比可插拔收發器功耗降低3.5倍，計劃在2026年商業上市。

但CPO依賴激光，而激光供應短缺，Gartner高級總監分析師Naresh Singh在采訪中表示，供應鏈缺口預計將持續到2027年。Singh說："在這種情況下，微軟的MicroLED技術可以成為很好的替代方案。"他還指出標準化是更廣泛采用的障礙。傳統光互連受益于定義收發器和模塊行業標準的多源協議。Singh表示："最新的互連產品必須爭取標準化以推動更快和持續的采用。"他指出開放CPX MSA（標準化CPO光學引擎的倡議）是朝這個方向邁出的一步。

然而，Counterpoint的Shah表示MOSAIC面臨自己的挑戰：色散可能限制有效傳輸距離；專用布線和機架設計變更增加了MicroLED組件之外的成本；沒有英偉達或AMD的支持，可擴展性仍不確定。帶寬上限也是風險。MOSAIC目前的最佳性能區間是400G到800G，到2027-2028年部署窗口期，行業可能已轉向1.6T或3.2T目標。

Shah說："雖然MicroLED能帶來卓越的功耗優勢，但許多其他因素可能限制廣泛采用。不過如果一兩個主要廠商在其產品組合中采用，可能仍會有一些差異化，也許會替代銅線而非硅光子或CPO。"

Q&A

Q1：MOSAIC技術是什么？有什么優勢？

A：MOSAIC是微軟研發的基于MicroLED的光學互連系統，用于數據中心網絡連接。它使用數百個并行低速通道，由便宜且溫度穩定的MicroLED驅動，預計比激光光纜節約50%能耗，傳輸距離可達50米。

Q2：MOSAIC什么時候能商用？

A：微軟表示已與聯發科等供應商完成概念驗證，將系統微型化為拇指大小的收發器，兼容現有數據中心設備。預計在2027年底與行業合作伙伴實現商業化。

Q3：MOSAIC面臨哪些挑戰？

A：主要挑戰包括：色散可能限制傳輸距離；需要專用布線和機架設計變更增加成本；缺乏英偉達或AMD支持影響可擴展性；當前性能區間為400G-800G，到部署時行業可能已轉向更高帶寬目標。