拆解 USFP：NVIDIA 與 Cisco 的 400G/lane 新封裝，和 XPO、OSFP-XD、QSFP-DD 差在哪

2天前

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1. 為什麼現在冒出一個新封裝

問題不在光，在電。

交換晶片的 SerDes 走到 400G/lane 已經在轉角：Broadcom、NVIDIA、Cisco Silicon One 的下一代都會以 400G 為預設電介面。可是光模組的封裝，從 QSFP 到 OSFP，用的都是同一種東西——一片 paddle card 插進一個 edge-card connector，金手指接觸彈片。這套結構在 100G、200G/lane 撐得住，到了 400G/lane（PAM4 的 Nyquist 頻率約 100 GHz），connector 本身的插入損耗、阻抗不連續、return loss 就會吃掉整個鏈路預算。

Arista 在 XPO 上已經撞到同一個挑戰：初代 XPO connector 在 80 GHz 之後就掉下去，需要鴻海改良的 cartridge connector 才拉得到 100 GHz 以上。我們在 2026 OCP APAC Summit 的 XPO 拆解寫過這段。

所以 NVIDIA 與 Cisco 的判斷是：400G/lane 不能再靠舊 connector 延長一代，得換一個新的電氣介面。 Cisco 光學事業負責人 Bill Gartner 的說法很直白——把可插拔推到 400G/lane，不能只是對現有模組做另一次漸進式延伸。

可插拔撞上的不是光學極限，而是 connector 極限。

可插拔在前面板遇到的功耗與密度瓶頸，我們在【CPO 拆解 1/6】可插拔光模組撞牆了嗎？有完整背景。USFP 是這個問題在 400G/lane 世代的最新一個答案。

2. USFP 規格簡介

先把目前公開的數字釘住（以 NVIDIA／Cisco 新聞稿與 OCP 現場簡報為準，MSA 規格書尚未發布）：

項目	USFP 公開規格
全名	Ultra-Dense Small Form Factor Pluggable
發起者	NVIDIA、Cisco；TE Connectivity、Amphenol 協作 cage／connector／模組
電訊號速率	400Gb/s per lane（原生設計），向下相容 200G/lane 且表現更好
Lane 數	首代 x16 全雙工；connector 架構可擴充到 x32 以上
單模組頻寬	x16 = 6.4T；上限 12.8T（x32）
外型面積	首代約 OSFP 大小
Connector	二維陣列（2D array）connector，兩段式插入：模組先插到定位，高速接點才接合
功耗／散熱	最高 100W，不需在模組內建專屬冷卻迴路
光學架構	所有配置都支援簡化訊號處理的設計（LPO／LRO 類），涵蓋多種 reach
應用端	交換器與 SuperNIC 都適用
效益（官方說法）	對比同面積 200G/lane 模組：頻寬與前面板密度 4 倍、功耗效率約 1.3 倍
標準化狀態	2026/10/12 宣布；開放 MSA「即將」以社群主導方式成立，成員名單與時程未公布

▲ NVIDIA 與 Cisco 在 OCP 2026 公布的 USFP 模組實體，首代在 OSFP 大小的面積內放進 16 個 400G 全雙工 lane｜圖片來源：NVIDIA Newsroom（2026/10/12）

▲ Cisco 稱 USFP 為業界第一個為 400G SerDes lane 設計的可插拔封裝，分 x16（6.4T）與 x32（12.8T）兩種｜圖片來源：Cisco，經 All About Circuits 轉載（2026/10/12）

有三個設計決定值得拆開看：

2.1 二維陣列 connector：把接點從「一排」變成「一面」

OSFP 與 QSFP-DD 的金手指是沿著 paddle card 邊緣一排排開，要加 lane 就只能加寬或加一排（OSFP-XD 就是上下兩排各 60 個接點）。USFP 改成二維陣列，接點在一個平面上排開，lane 數可以在不大幅加寬模組的前提下往上長，這也是它敢說「之後可到 32 lane 以上」的原因。

▲ 從單排金手指（QSFP-DD／OSFP）、雙排金手指（OSFP-XD）到 USFP 二維陣列＋兩段式插入的概念示意，非實際接點數與幾何｜圖片來源：Simple Tech Trend 自製，依 NVIDIA／Cisco 新聞稿、OSFP MSA、Amphenol 公開資料繪製

對照現行 connector 的實體長相，就能理解為什麼「加一排」已經是金手指架構的極限：

▲ QSFP-DD 主機端 PCB connector 與不鏽鋼 cage 組件，connector 為 76-position 直角表面黏著設計，位於 cage 後端｜圖片來源：Connector Supplier（Bishop & Associates, Robert Hult, 2025/6）

▲ Amphenol OSFP-XD ExtremePort connector，上下兩排共 120 個表面黏著接點、0.6 mm pitch，cage 設計可承受 40W、1U 32 埠｜圖片來源：Amphenol Communications Solutions

2.2 兩段式插入：先對位、再接觸

傳統可插拔一插到底，金手指一路刮過彈片。USFP 的做法是模組先滑到定位，高速接點在最後一步才接合。好處有三個：接點磨損少（400G/lane 下鍍層磨損就是訊號衰減）、訊號完整性好、插拔力可預期。這是把伺服器 board-to-board connector 的邏輯搬到前面板。

2.3 100W、不內建冷卻迴路

這句話是寫給 XPO 看的。XPO 的路線是把液冷冷板做進模組裡；USFP 刻意強調不需要模組內建專屬冷卻迴路，代表散熱責任留在交換機端（氣冷散熱片或 riding cold plate），模組本身的製造與維修模式維持跟今天的 OSFP 一樣。官方說法是這樣可降低交換機設計複雜度並提升可靠度。

一個必須釐清的數字：新聞稿寫「capacity up to 12.8Tb/s」，但首代 x16 × 400G 是 6.4T（這也與「同面積 4 倍於 1.6T OSFP」的說法吻合）。Cisco 的 Rakesh Chopra 在簡報中確認 USFP 分 x16 與 x32 兩種規格，分別對應 6.4T 與 12.8T。所以首代請以 6.4T／模組 理解，12.8T 是 x32 版本。另外 NVIDIA 的說法是：每 lane 頻寬翻倍、功耗只增加 1.5 倍，這就是「1.3 倍能效」的來源；散熱則同時相容氣冷與液冷的系統架構。

3. 四種封裝並排：USFP、XPO、OSFP-XD、QSFP-DD1600

項目	QSFP-DD1600	OSFP-XD	XPO	USFP
主導者	QSFP-DD MSA（60+ 家）	OSFP MSA	Arista 發起的 XPO MSA（2026/3 成立）	NVIDIA＋Cisco，協作 TE、Amphenol
電氣 lane 數	8	16（上下兩排各 60 接點）	64（兩張 32 通道 paddle card）	16 → 32+
每 lane 速率	200G（224G PAM4）	100G 現行；200G 未來	200G 現行；400G 在 roadmap	400G 原生
單模組頻寬	1.6T	1.6T → 3.2T	12.8T → 25.6T	6.4T（x16）→ 12.8T（x32）
外型	寬 18.35 mm，QSFP 家族	OSFP 家族，較 OSFP 高、較長	60.8 × 111.8 × 21.3 mm，約 OSFP 寬度 2.7 倍	首代約 OSFP 大小
電氣介面	單片 paddle card 金手指	雙排金手指，1.2 mm paddle card	卡緣連接器；下一代 cartridge connector（鴻海）	二維陣列 connector，兩段式插入
功耗上限	約 25W+（典型），強化散熱設計	約 40W，氣冷	400W（新版放寬到 500W）	100W
散熱	氣冷	氣冷	模組內建液冷冷板，48V 直入	模組不內建冷卻迴路
向下相容	相容 QSFP-DD／QSFP28 等	不相容 OSFP	全新	全新
主機端	交換器、NIC	交換器、coherent	交換器（不做 NIC）	交換器、SuperNIC
規格狀態	Rev 7.0（2023）／7.1（2024/6）	Rev 1.11（2025/11）	MSA 1.0 審查中，系統 2027 年後	2026/10 剛宣布，MSA 待成立

▲ 四種 400G/lane 世代候選封裝的正面尺寸（依比例）、lane 數與單模組頻寬對照｜圖片來源：Simple Tech Trend 自製，資料來源 QSFP-DD MSA、OSFP MSA、Arista XPO 白皮書、NVIDIA／Cisco 新聞稿

表格看起來是四選一，實際上應該分成兩組看。

3.1 延長組：QSFP-DD1600、OSFP-XD

這兩個是在既有 MSA 裡多擠一代。QSFP-DD 的賣點始終是向下相容與 18.35 mm 的窄身，但 8 lane 就是它的天花板——200G/lane 是 1.6T，到 400G/lane 才能 3.2T，而 400G/lane 正好就是金手指撐不住的地方。OSFP-XD 走另一個方向，把 lane 數從 8 翻到 16，但它的設計前提是 100G/200G lane 加上 40W 氣冷，原始定位是 1.6T 與 coherent 1600ZR。兩者都沒有為 400G/lane 重新設計 connector。

3.2 重做組：XPO、USFP

XPO 與 USFP 都是放棄向下相容、重新定義電氣與機構介面。差別在於它們把密度問題丟給哪一個變數：

XPO 押「更多 lane」：200G/lane 下塞 64 lane，模組變成 OSFP 的 2.7 倍寬，熱密度暴增，所以必須把液冷冷板做進模組、用 48V 匯流排直入。
USFP 押「更快的 lane」：400G/lane 下只要 16 lane，就能在 OSFP 大小的面積拿到 4 倍頻寬，功耗 100W 以內，維持今天的模組形態。

▲ Arista XPO 液冷可插拔模組實體，單模組 64 通道、12.8T｜圖片來源：Arista Networks，經 Futuriom 轉載（2026/3）

▲ 同一顆 204.8T 交換晶片，1.6T OSFP 需要 4U、128 個埠；XPO 在兩顆 OSFP 的空間塞進 64 個 200G 通道，lane 密度 4 倍、頻寬 8 倍｜圖片來源：Arista Networks（Andy Bechtolsheim 簡報），經 The Next Platform 轉載

▲ XPO 爆炸圖：兩張 32 通道 paddle card 背對背夾住中央冷板，每張卡的面積正好等於兩顆 OSFP 並排，DSP／TIA／driver 可沿用｜圖片來源：Arista Networks，經 The Next Platform 轉載

▲ XPO 支援的前面板光纖連接器選項｜圖片來源：Arista Networks，經 The Next Platform 轉載

4. 前面板密度拆解：USFP 其實是在追 XPO

把兩者放到同一個 1U 前面板上算，結論很有意思（以下為 STT 推算，非官方數字）：

1.6T OSFP（200G/lane）｜每模組頻寬：1.6T；1U 模組數：32；1U 前面板頻寬：51.2T；1U 模組總功耗上限：約 1 kW（30–40W/顆）

XPO（200G/lane）｜每模組頻寬：12.8T；1U 模組數：16（官方：204.8T/OU）；1U 前面板頻寬：204.8T；1U 模組總功耗上限：6.4 kW（400W/顆，液冷）

USFP x16（400G/lane）｜每模組頻寬：6.4T；1U 模組數：32（假設沿用 OSFP 排法）；1U 前面板頻寬：204.8T；1U 模組總功耗上限：3.2 kW（100W/顆）

XPO（400G/lane，roadmap）｜每模組頻寬：25.6T；1U 模組數：16；1U 前面板頻寬：409.6T；1U 模組總功耗上限：8 kW（500W/顆）

▲ 1U 前面板頻寬與光模組總功耗上限對照，USFP x16 以 lane 速度翻倍追平 200G 世代 XPO 的 204.8T，但 1U 要吸收 3.2 kW｜圖片來源：Simple Tech Trend 推算與自製，功耗為各規格上限、非實測

三個觀察：

第一，USFP x16 剛好追平 200G 世代 XPO 的 204.8T/1U。 NVIDIA 與 Cisco 用「lane 速度翻倍」拿到 Arista 用「lane 數量翻八倍＋液冷」拿到的密度，而且晚了一個世代。換句話說，USFP 的對手不是今天的 XPO，是 400G 世代的 XPO（409.6T/1U）——要追上那個數字，就得等 x32 版本。

第二，真正的挑戰是 1U 的 3.2 kW。 一排 32 顆 100W 模組全塞在前面板，純氣冷非常吃力。「模組不內建冷卻迴路」不等於「全靠風扇」，交換機端很可能還是要上 riding cold plate。USFP 省掉的是模組端的液冷機構，不是整台交換機的液冷。

第三，能效數字要看清楚口徑。 XPO LRO 實測整顆約 130W、約 10 pJ/bit；USFP 的 100W 是上限，換算 x16 約 15.6 pJ/bit 的天花板。官方說的「1.3 倍功耗效率」是跟 200G/lane 模組比，實際 pJ/bit 要等首批模組量測。

5. 為什麼是 NVIDIA 與 Cisco 一起做

看懂這個組合，比看懂規格更重要。

NVIDIA 需要一個能進 SuperNIC 的 400G/lane 封裝。 XPO 明確只做交換器、不做 NIC——64 lane 的液冷大模組不可能塞進網卡。但 NVIDIA 的 Spectrum-X 是交換機加 SuperNIC 的一整套，兩端需要同一種模組。USFP 的 x16 OSFP 大小正好兩端通吃。

Cisco 需要一條不被 Arista 定義的路。 XPO MSA 由 Arista 發起，Bechtolsheim 站台，成員雖多，但話語權在 Arista。Cisco 與 Arista 在資料中心交換器是正面競爭對手，不可能讓對手定義自己下一代交換器的前面板。

兩家也都在做 CPO。 NVIDIA 有 Spectrum-X／Quantum-X Photonics，Cisco 也有自己的 CPO 方案。USFP 的存在等於公開承認：CPO 在 400G/lane 世代仍不會是唯一選項，客戶要可插拔，就給可插拔。 這跟我們之前判斷 CPO 放量延後、可插拔賞味期被延長的邏輯一致。

TE 與 Amphenol 加入也有意義：這兩家同時是 OSFP、QSFP-DD 的 connector 供應商，XPO 的 connector 則由鴻海（FIT）主導開發。connector 廠在這一代的分邊，會決定哪個封裝的供應鏈先成熟。

6. 對供應鏈的意義

Connector 與 cage：USFP 的二維陣列 connector 是全新產品，TE、Amphenol 首當其衝；XPO 則是鴻海 cartridge connector。不論哪派勝出，connector 在 400G/lane 世代的價值占比都會比 OSFP 世代高一個層級。
光模組廠：USFP 維持 OSFP 大小、不內建液冷，產線與機構能力最接近現況，移轉門檻比 XPO 低；XPO 則要求模組廠學會冷板、密封、快接頭與洩漏偵測。
光學元件：16 lane × 400G 的模組，對 400G/lambda 的 EML、薄膜鈮酸鋰（TFLN）調變器或矽光子＋CW 雷射的需求同步拉高。100W 不內建冷卻的設計，也代表雷射要在更高的工作溫度下維持效率與可靠度。
DSP 廠：USFP 與 XPO 都強調支援 LPO／LRO 類簡化訊號處理架構，400G/lane 下全 DSP 模組的功耗壓力會讓 half-retimed 成為主流選項之一。

如果還不熟模組規格的命名邏輯（封裝、速率、reach、光纖、介面這幾個軸），可以先看 OSFP 800G SR8 到底在說什麼？拆穿光模組規格命名的五個軸。

總結

USFP 不是 OSFP 的下一版，而是 NVIDIA 與 Cisco 對 Arista XPO 的正面回應。兩者都同意可插拔要在 400G/lane 世代重做 connector，分歧在於密度要靠什麼換：XPO 用 lane 數與液冷換，USFP 用 lane 速度換。

QSFP-DD1600 與 OSFP-XD 這兩條延長路線，在 400G/lane 世代已經明顯落後一個身位；接下來的格局更可能是 XPO（交換器、液冷、超大模組）、USFP（交換器＋SuperNIC、OSFP 大小）、CPO（極致功耗）三路並存，分別對應不同客戶的機房條件。

接下來要盯三件事：

USFP MSA 成員名單：Arista 會不會加入、Broadcom 站哪邊、模組大廠（中際旭創、新易盛、Coherent）是否同時押兩邊。
x16 首批模組的實測功耗：100W 是上限，實際落在 60W 還是 90W，決定 1U 32 埠能不能氣冷。
400G/lane connector 的實測數據：USFP 的 2D array 與 XPO 的鴻海 cartridge connector，誰先證明 100 GHz 以上的通道成立，誰就先拿到量產時間表。

本文僅供技術與產業趨勢分析，不構成任何投資建議。

參考資料

NVIDIA Newsroom, "NVIDIA and Cisco Introduce New Pluggable Optics Form Factor to Scale AI Factories", 2026/10/12. nvidianews.nvidia.com
Cisco Newsroom, 同題新聞稿, 2026/10/12. newsroom.cisco.com
All About Circuits, "Cisco Unveils ICs for AI Fabrics and Nvidia-Codeveloped USFP Optics Spec", 2026/10. allaboutcircuits.com
Arista Networks, "XPO: Redefining Pluggable Optics for AI Networking" Whitepaper. arista.com
Arista, HOTI 2026, "12.8T 8×DR8 Liquid-Cooled 64-Channel Pluggable XPO LRO Module". hoti.org
OSFP MSA, "OSFP1600 and OSFP-XD", 2022；OSFP-XD Spec Rev 1.11, 2025/11. osfpmsa.org
QSFP-DD MSA, Hardware Specification Rev 7.1, 2024/6. qsfp-dd.com