코패키지 광학 (Co-Packaged Optics)

코패키지 광학(Co-Packaged Optics, CPO)은 광학 부품을 전면 패널에 꽂는 플러거블 모듈에서 떼어내 스위치 칩 바로 옆에 붙이는 기술이다. 전기 신호가 오가는 경로를 짧게 줄여, 비트 하나를 옮기는 데 드는 전력을 대략 30~40%까지 깎아 준다. 그래서 하이퍼스케일러들이 이를 AI 데이터센터 네트워킹을 다음 세대로 끌어올릴 단계로 점찍고 있다.

코패키지 광학이란?

오늘날 스위치에서는 전기 신호가 칩에서 전면 패널의 광 모듈까지 몇 인치를 이동하는데, 고속에서는 그 거리가 전력을 낭비하고 신호도 망가뜨린다. CPO는 광학 부품을 스위치 실리콘과 같은 패키지 안에 집어넣어 이 간격을 없앤다. 빛이 회로 기판을 가로질러 힘겹게 나아가는 대신 칩에서 곧바로 출발하는 것이다. 전기 거리가 짧아지면 비트당 전력이 줄고 신호가 깨끗해져, 스위치 포트 하나가 더 많은 트래픽을 실어 나른다.

효과는 출하 중인 제품에서 드러난다. 브로드컴(Broadcom)의 첫 토마호크 CPO 스위치(Tomahawk 5 Bailly)는 플러거블 모듈 대비 시스템 차원에서 30% 넘는 전력 절감을 보고했고, 102.4Tbps급 Tomahawk 6 Davisson은 광 인터커넥트 전력을 70% 줄였다(Broadcom). 엔비디아(NVIDIA)는 같은 전환을 선택지가 아니라 다음 규모의 AI를 위한 필수 조건으로 본다.

AI 팩토리는 극단적 규모를 갖춘 새로운 부류의 데이터센터이며, 그 속도를 따라가려면 네트워킹 인프라를 처음부터 다시 설계해야 한다.

— 젠슨 황(Jensen Huang), NVIDIA, Spectrum-X Photonics 발표

엔비디아의 실리콘 포토닉스 스위치는 그 재설계에 수치를 붙인다. 광학을 통합해 레이저를 4배 적게 쓰면서, 플러거블 설계보다 전력 효율은 3.5배, 신호 무결성은 63배 끌어올렸다(NVIDIA). 시장은 아직 작지만 2028~2030년 무렵 대규모 도입이 시작되면서 빠르게 커질 채비다. 분석업체 욜 그룹(Yole Group)은 CPO발 수요가 사실상 제로에 가까운 현재 수준에서 2031년 약 50억 달러까지 오를 것으로 전망한다(optics.org, on Yole Group).

코패키지 광학은 AI 데이터센터에서 어떻게 쓰이나?

CPO는 플러거블 광학의 한계 너머로 네트워크 속도를 끌어올릴 유력 후보이며, 실리콘 포토닉스 위에서 만들어진다. AI 학습 클러스터의 속도는 가속기들을 잇는 링크만큼만 빠르다. 하이퍼스케일러가 지금 짓는 밀도에서는 네트워크가 연산만큼이나 많은 전력을 태울 수 있다. CPO는 연결마다 끌어쓰는 에너지를 깎아 이 병목을 정면으로 친다. 광 네트워킹·포토닉스 공급사들에게 CPO 주도권은 차세대 AI 인터커넥트를 둘러싼 핵심 격전지이며, 그래서 브로드컴과 엔비디아가 몇 달 차이로 1세대 제품을 앞다퉈 내놓았다.

관련 용어·개념

자주 묻는 질문

공동 패키징 광학(CPO)이 AI에 왜 중요한가요?

스위치 속도가 빨라질수록 칩과 전면 패널 광학 사이에서 데이터를 실어 나르는 데 쓰는 전력이 벽이 된다. CPO는 그 경로를 줄여 인터커넥트 전력을 크게 깎아내는데, Broadcom의 Tomahawk 5 Bailly 같은 초기 양산 스위치는 플러거블 대비 시스템 단위 전력을 30% 넘게 절감한다고 보고한다. 하이퍼스케일러들이 CPO를 AI 네트워킹의 다음 단계로 보는 이유다.

CPO는 플러거블 트랜시버와 어떻게 다른가요?

플러거블 트랜시버는 전면 패널의 모듈에 꽂혀 손쉽게 교체할 수 있는 반면, CPO는 광학을 스위치 실리콘 바로 옆에 통합해 전력은 낮추지만 현장 교체성은 떨어진다. 두 방식은 앞으로 수년간 함께 쓰일 것이다.

공동 패키징 광학 시장 규모는 얼마나 되나요?

오늘날은 작지만 2028~2030년 무렵 대규모 도입이 시작되면서 빠르게 커질 전망이다. 애널리스트 Yole Group은 AI 스케일업 네트워크 구축에 발맞춰 CPO 수요가 거의 맨바닥에서 2031년까지 약 50억 달러 규모로 올라설 것으로 본다.

출처

  1. Broadcom Announces Tomahawk 6 - Davisson, the Industry's First 102.4-Tbps Ethernet Switch with Co-Packaged Optics · Broadcom, 2025-10-08
  2. NVIDIA Announces Spectrum-X Photonics, Co-Packaged Optics Networking Switches to Scale AI Factories to Millions of GPUs · NVIDIA, 2025-03-18
  3. Photonics packaging market to triple in value by 2031 (Yole Group CPO forecast) · optics.org (SPIE), 2026-04-01
  4. AI creates a new wave in demand for optical transceivers and accelerates LPO/CPO adoption · LightCounting, 2025-01-15