微软MOSAIC技术有望削减AI数据中心网络能耗50%

微软研究院开发了一项名为MOSAIC的MicroLED光学互连系统，该公司在博客中表示，预计该技术在部署后比主流激光光缆节约约50%的能耗。

微软表示，这一数据基于实验室测试结果结合部署评估得出。

MOSAIC系统由微软英国剑桥实验室与Azure Core、Azure硬件系统和基础设施团队以及Microsoft 365团队合作开发。与依赖少数高速激光驱动通道的传统光纤电缆不同，新系统使用数百个由更便宜、温度更稳定的MicroLED驱动的并行低速通道。信号通过市售成像光纤传输，这与医疗内窥镜使用的多核电缆相同。

团队已与联发科和其他供应商完成概念验证，将完整的MOSAIC系统微型化为拇指大小的收发器，兼容现有数据中心设备。微软表示，预计在2027年底与行业合作伙伴实现商业化。

根据IDC数据，电力占企业数据中心总支出的46%，在服务提供商设施中占60%。IDC预测AI数据中心能耗将以44.7%的年复合增长率增长，到2027年达到146太瓦时。

Counterpoint Research研究副总裁兼合伙人Neil Shah在接受采访时表示："电力是当今AI数据中心面临的最大瓶颈。微软使用廉价MicroLED的方法很好，能够控制耗电巨大的AI数据中心内的热力瓶颈，从而降低超大规模厂商以及最终租用基础设施的CIO的总拥有成本。"

微软认为，功耗问题始于电缆本身。

铜互连在高数据速率下最长约两米，仅限于单个机架内使用。基于激光的光纤电缆传输距离更远，但耗电更多且对温度和灰尘敏感。微软表示，MOSAIC传输距离可达50米，同时功耗比两者都低。

项目首席研究员、微软合作研究经理Paolo Costa在博客中写道："成像光纤看起来像标准光纤，但内部有数千个核心。这是缺失的部分。我们终于找到了在一根电缆中承载数千个并行通道的方法。"

MOSAIC并非微软唯一的光网络投资，也不是进展最快的项目。

MOSAIC伴随着空心光纤（HCF）技术推出，这是微软已在全球部署的补充技术。HCF通过空气而非玻璃传输光信号，根据微软引用的南安普顿大学发表研究，数据传输速度提高47%，延迟降低33%。

微软Azure超大规模网络总经理Frank Rey在博客中表示，两项技术互补——HCF用于长距离数据中心间连接，MOSAIC用于设施内GPU和服务器连接。

Rey表示："使用MicroLED，您拥有LED相对激光的纯效率优势。这对任何数据中心的电力使用都有直接的底线影响。"

MOSAIC进入了一个竞争激烈的领域。英伟达和博通正在推进共封装光学器件（CPO）作为降低互连功耗的首选路径，英伟达基于CPO的交换机承诺比可插拔收发器功耗降低3.5倍，计划在2026年商业上市。

但CPO依赖激光，而激光供应短缺，Gartner高级总监分析师Naresh Singh在采访中表示，供应链缺口预计将持续到2027年。Singh说："在这种情况下，微软的MicroLED技术可以成为很好的替代方案。"他还指出标准化是更广泛采用的障碍。传统光互连受益于定义收发器和模块行业标准的多源协议。Singh表示："最新的互连产品必须争取标准化以推动更快和持续的采用。"他指出开放CPX MSA（标准化CPO光学引擎的倡议）是朝这个方向迈出的一步。

然而，Counterpoint的Shah表示MOSAIC面临自己的挑战：色散可能限制有效传输距离；专用布线和机架设计变更增加了MicroLED组件之外的成本；没有英伟达或AMD的支持，可扩展性仍不确定。带宽上限也是风险。MOSAIC目前的最佳性能区间是400G到800G，到2027-2028年部署窗口期，行业可能已转向1.6T或3.2T目标。

Shah说："虽然MicroLED能带来卓越的功耗优势，但许多其他因素可能限制广泛采用。不过如果一两个主要厂商在其产品组合中采用，可能仍会有一些差异化，也许会替代铜线而非硅光子或CPO。"

Q&A

Q1：MOSAIC技术是什么？有什么优势？

A：MOSAIC是微软研发的基于MicroLED的光学互连系统，用于数据中心网络连接。它使用数百个并行低速通道，由便宜且温度稳定的MicroLED驱动，预计比激光光缆节约50%能耗，传输距离可达50米。

Q2：MOSAIC什么时候能商用？

A：微软表示已与联发科等供应商完成概念验证，将系统微型化为拇指大小的收发器，兼容现有数据中心设备。预计在2027年底与行业合作伙伴实现商业化。

Q3：MOSAIC面临哪些挑战？

A：主要挑战包括：色散可能限制传输距离；需要专用布线和机架设计变更增加成本；缺乏英伟达或AMD支持影响可扩展性；当前性能区间为400G-800G，到部署时行业可能已转向更高带宽目标。