隨著人工智慧和機器學習的成長，資料基礎設施的需求正逐漸加劇，制定產業標準的時刻已至。工程師需克服設計過程中的挑戰，專注於減少訊號衰退及管理電功率與熱負載。448Gbps的連接與資料傳輸速度的演進標誌著資料基礎設施的持續轉型，為多個產業開啟新可能性。
448Gbps的連接與資料傳輸速度的演進，標誌著資料基礎設施持續轉型的里程碑。這項技術將以前所未有的速度提供即時資料處理效能，為先進製造、醫療保健、沉浸式媒體、自動駕駛汽車及智慧城市等產業開啟全新可能性。對工業4.0的相關產業而言，邁向448G不僅意味著速度的提升，更帶來效能、回應能力和容量的全面升級。
但要達到這一里程碑並非易事，因為在設計過程中有許多考量與挑戰需要克服。為落實可擴展且高效的448G技術，工程師可借鑒導入224G系統的部署經驗，專注於減少訊號衰退與管理持續增加的電功率與熱負載。透過與客戶緊密合作，既有技術創新已取得顯著進展。
隨著人工智慧和機器學習系統呈現指數級成長，資料基礎設施建設的壓力與需求正逐漸加劇。現階段正是制定產業標準與基礎設施基礎的關鍵時刻，為全面支援448G需求以及部署將來做好準備。
448G設計挑戰
隨著連接速率的提升，設計複雜度大幅增加，尤其在訊號完整性、熱管理以及實現可擴展性方面的挑戰亟待克服。
訊號完整性
更高的速率伴隨增大的插入損耗、串擾和雜訊，這會影響效能並干擾資料傳輸。為了解決這些問題，部分廠商如Molex莫仕的工程師正推動抗干擾技術，最佳化訊號調節，並開發新型抗干擾材料和線路架構，以確保在高密度部署環境中，仍能保持穩定的訊號品質。
熱管理
傳統的風冷方式無法有效應對448G速率所產生的高熱量，必須尋求新的解決方案。例如，液態冷卻與混合熱管理系統已被證明能夠有效散熱且保持系統效率，它們經實踐驗證可有效散熱並維持系統效能。這些方法亦支援更密集的配置布局，能更有效地利用高速資料中心設備所需的物理空間。
可擴展性
適應性同樣極為重要。未來的資料中心需要更小巧、空間利用率更高的高效能連接器，這些連接器既能輕鬆整合到現有的系統中，還能留有足夠的擴展空間。
此外，全面理解從應用到線路的完整訊號鏈也是實現448G速率的關鍵。識別線路中訊號損失的關鍵節點、插入損耗如何影響訊號完整性，以及熱管理需求如何推動系統創新，都是重要的關鍵。這包括研究共同封裝光學(Co-packaged Optics)方案以降低互連能耗，以及採用新型基板設計以最大化輸送量。
高速傳輸調變技術
實現448G傳輸不僅關乎硬體，更取決於選擇正確的調變方案。目前高速資料傳輸的標準四級脈衝振幅調變(Pulse Amplitude Modulation-4, PAM-4)需要升級至更高階的格式，例如PAM-6、PAM-8或PAM-16，以滿足日益成長的頻寬需求。雖然這些格式能處理更快的資料速率，但也伴隨新的挑戰，例如功耗增加、錯誤率增加以及對雜訊敏感度提高。
舉例而言，PAM-8和PAM-16可降低奈奎斯特頻率(Nyquist Frequency)要求，使系統在頻寬受限的線路中提供更好的性能。然而，這些技術需要更先進的錯誤校正與雜訊管理系統，才能在大規模應用中保持可靠性。
為了克服這些挑戰，工程師正改進錯誤更正協定(Error Correction Protocol)及電源管理技術。例如，他們正嘗試採用差分訊號傳輸和先進編碼策略，以在保持訊號完整性的同時，實現能源效率的平衡。
資料中心基礎架構革新
448G技術的興起將重塑資料中心的設計與基礎設施。現有架構和基礎設施需要進一步演進，以應對更高密度、更大熱量輸出和日益增長的能源需求。
先進的液體冷卻技術和節省空間布局策略將有助於滿足這些需求。同時，新興混合技術，例如將光模組與處理單元連接得更緊密的共封裝光學技術，可能是更高效的高速架構提供解決方案。創新的基板設計與新型介電材料也在積極研發中，以提升效能並滿足未來更高的頻寬需求。
448G應用場景分析
儘管人工智慧和機器學習是推動高速連接發展的核心動力，但448G技術的優勢將擴展到各行各業，幾乎影響到日常生活的各個領域。舉例而言，自駕車的成功依賴快速可靠的資料傳輸，以便即時分析環境資訊並做出決策。智慧城市也需要類似的能力，透過密集的感測器網路和通訊基礎設施來管理交通與公共事務。
擴增實境和虛擬實境(AR/VR)等沉浸式技術，超低延遲和高解析度串流對優質的用戶體驗十分重要。448G網路能夠滿足這些應用所需的穩定頻寬。
醫療保健是另一個能從448G技術中受益的領域。從遠端診斷與手術到支援大規模資料模擬與研究，更快的資料傳輸速度都將為病患護理和創新開啟新局面。同樣地，在製造業中，448G連線能力可實現快速資料交換與系統監控。高度自動化工廠可以使用數千台互連設備協作，實現預測性維護、即時分析並提供生產力。
448G技術導入展望
邁向448G的轉型不僅帶來速度和效能的提升，還將徹底改變資料傳輸、處理與應用的方式。儘管448G仍處於概念階段，要導入應用尚需時日，但它必將成為未來資料驅動世界需求的關鍵。
隨著新一代連接需求日益成長，從基礎設施、調變技術到散熱方案與可擴展性，每個環節都需要精益求精，合作、創新與前瞻性設計便成為核心要務。新興技術標準與基準的制定離不開多方合作，例如與開放運算專案(Open Compute Project, OCP)、電機電子工程師學會(IEEE)及光互聯論壇(Optical Internetworking Forum, OIF)合作，將是實現448G技術的關鍵。
(本文作者為Molex先進技術部門新產品開發資深總監)