Nvidia и Cisco разрабатывают новые оптические модули для ИИ-датацентров со скоростью до 12,8 Тбит/с

Nvidia и Cisco работают над новым поколением оптических соединений

Рост вычислительных мощностей, необходимых для обучения и работы моделей искусственного интеллекта, заставляет производителей сетевого оборудования искать способы увеличения пропускной способности центров обработки данных без существенного усложнения их инфраструктуры.

Nvidia и Cisco разрабатывают новый формфактор переменных оптических трансиверов USFP, который позволит размещать больше высокоскоростных соединений в пределах одного сетевого устройства.

Традиционные решения для масштабирования сетей предполагают установку дополнительных коммутаторов или создание новых уровней сетевой архитектуры, когда количество доступных портов исчерпывается.

Однако такой подход требует дополнительных оптических соединений, увеличивает потребление электроэнергии и может повышать задержки при передаче данных.

Новая разработка призвана решить данную делему благодаря увеличению количества каналов связи и их скорости без необходимости отрешаться от обычного принципа переменных оптических модулей.

Пропускная способность одного модуля будет достигать 12,8 Тбит/с

Первые USFP-модули будут иметь 16 полнодуплексных линий связи в корпусе, соразмерном по размерам с имеющимся формфактором OSFP.

Каждая линия будет обеспечивать скорость передачи данных до 400 Гбит/с, что вдвое превышает показатель современных решений на 200 Гбит/с.

В последующих версиях разработчики планируют увеличить количество линий до 32 или больше.

За счет одновременного увеличения скорости и количества каналов совокупная пропускная способность одного модуля сможет достигать 12,8 Тбит/с.

Таким образом, будущие модули смогут обеспечивать большее количество подключений к сетям с пропускной способностью 1,6 Тбит/с без создания дополнительных сетевых уровней.

Решение рассчитано как на коммутаторы, так и высокопроизводительные сетевые адаптеры SuperNIC, которые используются в вычислительной инфраструктуре искусственного интеллекта.

По оценкам компаний, плотность пропускной способности на передней панели коммутатора может возрасти в четыре раза по сравнению с аналогичными модулями на 200 Гбит/с на линию.

Новый разъем позволит передавать данные на более высоких скоростях

Одной из ключевых технических особенностей USFP станет специально разработанный двухмерный матричный разъем.

Он будет использовать двухэтапный механизм установки, при котором высокоскоростные электрические контакты будут соединяться только после фиксации модуля в системе.

Такой подход должен уменьшить механический износ контактов, улучшить целостность сигнала и обеспечить более предсказуемое усилие при установке оборудования.

Разъем проектируется с расчетом на передачу данных со скоростью 400 Гбит/с на линию, однако, по утверждению разработчиков, его конструкция также обеспечивает улучшенные характеристики при работе на скорости 200 Гбит/с.

Представитель Cisco, ответственный за оптические системы, Билл Гартнер отметил, что переход к скоростям 400 Гбит/с на линию нуждается в принципиально новых инженерных решениях, а не только постепенном совершенствовании действующих конструкций оптических модулей.

USFP сможет рассеивать до 100 Вт тепла без отдельного охлаждения

Еще одной важной характеристикой нового формфактора станет возможность отвода до 100 Вт тепловой мощности без использования отдельного встроенного контура охлаждения.

Это должно упростить конструкцию сетевых коммутаторов и облегчить размещение большого количества высокопроизводительных оптических модулей в одном устройстве.

Кроме того, Nvidia и Cisco предполагают использование оптических архитектур, упрощающих обработку сигналов.

Ожидается, что такие решения позволят сократить задержку передачи данных и снизить энергопотребление.

По предварительным оценкам компаний, энергоэффективность USFP будет примерно в 1,3 раза выше, чем у сравниваемых современных оптических модулей.

Для больших ИИ-датацентров этот показатель имеет особое значение, поскольку сетевое оборудование используется для объединения тысяч вычислительных ускорителей, а его суммарное энергопотребление влияет на эксплуатационные расходы.

К разработке присоединились TE Connectivity и Amphenol

Кроме Nvidia и Cisco, участие в создании аппаратной экосистемы USFP принимают компании TE Connectivity и Amphenol.

Они будут работать над созданием корпусных частей, разъемов и оптических модулей, нужных для внедрения нового формфактора.

Разработчики рассчитывают на присоединение других технологических партнеров, что должно способствовать распространению решения среди производителей сетевого оборудования.

В то же время, конкретные сроки появления первых коммерческих USFP-модулей пока не объявлены.

Таким образом, заявленные характеристики пока отражают технические возможности и планы разработчиков, а не параметры оборудования, уже доступного для массового использования.