最近特别火的XPO，到底是个啥？

继CPO、NPO、LPO之后，光通信行业又有了新的热点——XPO。

2026年3月11日，光通信行业名企Arista Networks联合超过45家行业企业，发布白皮书，提出了一种全新的可插拔光模块标准——XPO。

《XPO：重新定义AI网络的可插拔光模块》白皮书

几天后，3月17-19日，素有 行业“技术风向标”之称的OFC（ 全球光纤通信大会）在美国召开。在会上， TeraHop、新易盛、Coherent、华工正源、光迅科技、剑桥科技、Amphenol等厂商，纷纷展示了各自的XPO方案，吸引了大量观众围观。

XPO，一跃成为行业热门话题，也成为资本市场的关注焦点。

那么，到底什么是XPO？它和CPO/NPO有什么区别，又会带来哪些优势？

█什么是XPO

XPO的英文全称，叫做eXtra-dense Pluggable Optics，超高密度可插拔光学。其实就是一种光模块方案。

XPO光模块外观（正面及背面）

注意，有8个MPO光接口

XPO拥有64条200Gbps PAM4高速电气通道，单模块带宽达到12.8Tbps，是传统1.6Tbps OSFP（八通道小型可插拔）光模块的8倍。未来，采用400Gbps信号（已有明确的路径图），XPO的单模块带宽更可以达到25.6Tbps。

XPO ×1 = OSFP ×8

XPO的模块尺寸是60.8mm×111.8mm×21.3mm，模块宽度是OSFP的2.7倍。

带宽×8，面板面积×2.7。换算一下，XPO的整个前面板带宽密度，大约提升了4倍。

OSFP模块，开放机架1U的空间，最多塞入32个模块，达到51.2Tbps交换容量。

而XPO模块，开放机架1U的空间，能塞入16个模块，但交换容量却能达到204.8Tbps，是OSFP的4倍。

这更意味着，客户在构建大型智算中心时，交换机机柜的数量缩减75%。这将大量减少机房占地面积，降低场地租金以及基础设施建设成本（包括配电、管道和安装费用）。

例如，一个400MW的十万卡级智算中心（128000块GPU），如果使用OSFP模块，需要约1408个交换机机架。而使用XPO模块，只需要352个机架。

高密度的交换端口，也有利于构建层级更少的组网（Scale Out，横向扩展），减少数据传输跳数，并降低延迟。

█XPO的架构特点

那么，XPO为什么能实现这么高的集成密度呢？

答案就在XPO的结构设计上。

• 液冷散热

Arista公司将XPO的架构称之为“Belly-to-Belly（肚皮对肚皮）”。

XPO没有采用传统的单PCB布局，而是设计了两块独立的32通道PCB板（桨板），中间夹着一块液冷冷板，有点像“奥利奥饼干”。

PCB上的高功率发热元件，例如发射线路、激光驱动器、DSP数字信号处理器，安装在面向冷板的内侧（热面）。低功率元件，例如接收线路和控制逻辑，安装在外侧（冷面）。

液冷冷板，通过直接接触的方式，为上下两块PCB提供散热。

根据数据显示，XPO的液冷冷板可以扛住超过400W的模块功耗。如果使用40-45°C温水液冷，XPO可以实现比气冷方案低20-25°C的降温效果。

同时，冷却液的温度变化平缓，大幅降低了热应力。两大因素共同作用，能够显著降低元件的故障率。

XPO模块尾部的两根金属棒，是盲插快速断开连接器，用于冷却液的进和出：

连接器具有500次插拔循环设计寿命，而且防漏。它可以直接与主机系统的冷却歧管整合，让模块插拔非常轻松。

连接器的流量也支持动态调节，0.25~0.7升/分钟，根据模块功耗自动适配。

采用液冷，也需要关注利用率。

通常来说，当机架的功率密度超过120kW时，采用液冷是更加划算的。如果采用OSFP，交换机架的功率密度大概只有32kW，液冷利用率不足。如果采用XPO，功率密度约为128kW，可以充分利用液冷的冷却能力，摊薄液冷、供电等基础设施的资本投入。

• 释放拉片

XPO模组上有一个非常醒目的扳手：

这是机械弹射架构的释放拉片。XPO的高速电气触点很多，插拔需要很大的力量。

基于这个释放拉片设计，可以提供1:11的机械杠杆作用，使操作人员能够在不使用专用工具的情况下插拔XPO模块，同时确保数百个信号引脚的可靠电气接触。

• 大电压小电流

在电流方面，XPO也有改进。

传统可插拔光模块使用3.3V DC直流输入。对于高功率光模块来说，电流会很高（功率=电压×电流）。例如，一个400W的光模块，在3.3V电压下，电流会超过120A。

这就需要物理上很大的电源连接器和厚重的铜走线，存在很多限制。

XPO直接从机架母线引入46-53V（标称48-50V）DC直流输入，然后在光模块的桨板上做48V转3.3V的转换。相同的400W光模块，所需的电流降低到不到10A。

这样一来，电流需求大幅降低，电源连接器可以做得更小，主板上那些笨重的、按最坏情况配置的稳压器也不需要了。

将电压转换功能从主板迁移至XPO模块内部，可以大幅减少主板所需的组件数量，进而提升交换机系统的整体可靠性（电压调节器如果发生故障，仅影响单个模块，不会中断整个交换机）。

• 干净线性通道

XPO架构在设计的时候，非常注重消除信号串扰。

它把发射和接收信号严格分离到桨板的两侧，实现所谓的“干净线性通道”，最小化串扰，并最大化信号完整性。

高速信号和电源/控制信号（I2C/I3C、复位、中断等）完全物理隔离。低速信号全都走独立的专用卡边连接器，防止电源噪声影响高速数据通道。

• 生态复用

XPO模块在生态上也有优势。它可以直接沿用现有硅光和光学元件，无需重新开发芯片，有利于快速产业化。

XPO的转接卡面积很大，设计空间很充裕。它可以支持当前已存在或正在开发中的任何光模块方案，包括1600G-DR、FR、LR、SR、ZR、ZR+、Coherent-Lite等等。

█XPO的技术挑战

XPO优点很多，但也有缺点。

一方面，XPO的功耗太高。为了达到12.8T的速率，XPO的功耗飙升到了400W左右。作为对比，目前主流的1.6T模块功耗约25W，按比例算，XPO的总功耗是16倍，单位功耗是2倍（带宽是8倍）。CPO的话，功耗能下降70%。

另一方面，XPO依赖原生集成液冷系统。这对部署条件提出了要求，也带来了设计、可靠性和成本方面的挑战。

第三，相比NPO和CPO，XPO 将光引擎放在了PCB板边，离交换芯片更远， 电气路径更长， 信号损耗更大。为了维持信号质量，SerDes（串行器/解串器）功耗也会增加。

第四，XPO对PCB主板材料要求更高。为了驱动长距离的高速信号，XPO必须使用超低损耗的PCB材料。这会增加制造成本。PCB面积增加，也需要考虑强度和刚度问题。PCB上金手指区域触点很多很密集，需要考虑精度控制、横向翘曲、材料膨胀系数等问题。

█如何看待XPO

总的来说，XPO的核心优势，就是在可插拔的基础上，实现了超高密度、超大带宽。

它凭借架构上的巧妙设计，很好地解决了散热和可靠性问题。在产业生态和工程化方面，也有一定的优势。

一直以来，业界都普遍认为，只有CPO（光引擎和交换芯片封装在一起，不可插拔）这种高度整合的方案，才能实现“带宽提升+功耗可控”。

来源：中金研究院

但云厂商运维团队对于CPO并不买账。他们认为，CPO不能灵活替换光模块，如果坏了，就要整个主板换掉，不仅费事，也费钱。

XPO，其实就是妥协的产物。通过一些设计改进，勉强可以满足“带宽提升+可插拔”的需求，代价就是功耗更大。

事实证明，这种妥协还是很受行业欢迎的。

Arista能够在短时间内就拉来了45家企业（包括光学模块制造商、硅芯片供应商、连接器厂商、系统集成商、云服务提供商） ，共同组建XPO MSA（多源协议组织），就说明了大家都认可这个方案。

部分XPO MSA联盟成员

XPO走技术开放路线，也是正确的选择，非常容易形成生态，加速技术的成熟和规模化普及，也不用担心技术被某一家企业所垄断。

传统的可插拔光模块，到了800G和1.6T级别，已经是极致了。到3.2T级别，理论上还是要依赖于CPO。但CPO这种共封装，对工艺要求更高，量产难度大，良品率低，成本更高。

从短期来看，采用XPO或NPO进行过渡，是一个非常不错的选择。XPO采用可插拔架构，可以帮助云厂商迅速提升数据中心的单端口带宽，还能节约不少成本。

目前，业界普遍认为，CPO是长期的必然趋势，但XPO/NPO是中期的现实妥协。至于XPO到底能不能被市场所接受，究竟有多久的生命周期，仍有待进一步观察。

参考文献：

1、 《XPO：重新定义AI网络的可插拔光模块》白皮书，Arista；

2、《 XPO横空出世，12.8Tbps液冷光模块来了！》，云深知网络；

3、《 Arista XPO白皮书解析》，傅里叶的猫；

4、各企业官网、OFC官网。