随着云计算、大数据和人工智能技术的快速发展，超大规模数据中心正经历一场前所未有的变革。传统的集中式架构逐渐转变为解聚式（disaggregated）架构，这种架构将计算、存储和网络资源从单一的物理服务器中分离出来，形成独立可扩展的资源池，从而实现资源的灵活分配和高效利用。
在这样的环境下，数据中心内部以及不同数据中心之间的高速数据传输需求急剧增长。AI应用如深度学习、机器学习等需要处理海量数据，且对实时性和带宽有着极高的要求。传统的铜线介质的PCIe（Peripheral Component Interconnect Express）总线，在传输距离、带宽扩展以及信号完整性方面存在物理限制，难以满足大规模数据中心之间长距离、高带宽的数据传输需求。
因此，业界开始探索将PCIe协议应用于光学链路之上，即所谓的PCIe over Optics技术。这一技术通过将PCIe信号转换为光信号进行传输，利用光纤的大容量、低损耗和长距离传输特性，突破了传统铜线接口的距离与速度瓶颈。比如Nubis Communications与Alphawave Semi的合作展示中，就利用了 PCIe 6.0控制器和光学引擎来实现高速、远距离的数据传输。
具体原理上，PCIe over Optics解决方案通常包括以下几个关键环节：
- 光电转换：首先，使用先进的光电转换器（Electro-optical transceivers），将服务器主板上的电信号转换为光信号，以确保数据能够在光纤上传输。
- 高性能控制器和PHY：设计专用的高性能PCIe控制器和物理层芯片（PHY），能够支持最新的PCIe标准，如PCIe 6.0，并优化其与光学接口的对接，保证数据在经过光传输后的完整性和准确性。
- 光学引擎：采用高效的光学引擎，如Nubis XT1600线性光学引擎，它能够提供多通道、全双工的数据传输能力，并保持较低的延迟和功耗。
- 长距离无损传输：由于光纤不受电磁干扰影响，可以实现千米级别的无损传输，大大拓展了服务器集群间的连接范围，使得数据中心内的设备可以更加灵活地分布在更大空间内，同时不影响数据通信性能。
- 模块化和标准化：尽管某些解决方案可能为定制化产品，但总体趋势是向模块化和标准化方向发展，确保不同厂商的产品可以相互兼容，便于数据中心运营商灵活选择并整合到现有或未来的数据中心架构中。
综上所述，PCIe over Optics技术顺应了解聚式服务器集群的发展趋势，有助于解决大容量、高速度、长距离互连问题，进一步推动数据中心网络架构的创新与优化，以适应现代AI和其他高性能计算应用的需求。
