NVIDIA a Cisco 12. října oznámily společnou specifikaci nového zásuvného optického modulu s názvem Ultra-Dense Small Form Factor Pluggable (USFP), který je navržen tak, aby nesl síťovou zátěž příští generace továren na umělou inteligenci. Podle tiskové zprávy společnosti NVIDIA má být USFP prvním modulem, který bude podporovat elektrické signály 400 Gb/s na jeden pruh, což umožní celkovou kapacitu až 12,8 Tb/s – skok v hustotě, o kterém společnosti tvrdí, že umožní operátorům rozšiřovat ethernetové AI tkaniny bez přidávání vrstev sítě nebo vyhazování jejich energetických rozpočtů.
Oznámení je nejnovější známkou toho, že síť datových center, dlouho neokázalá instalace cloud computingu, se stala strategickým bojištěm při budování AI. Jak se klastry rozrůstají z tisíců na statisíce urychlovačů, optika, která je spojuje, nyní formuje jak ekonomiku, tak fyziku AI v měřítku. Pro širší kontext toho, jak dodavatelé infrastruktury mění pozici pro éru agentů, naše sekce zpráv o AI sleduje pohyby při přistání.
Co USFP ve skutečnosti mění
Dnešní vysoce výkonné zásuvné moduly většinou běží rychlostí 200 Gb/s na elektrický pruh. USFP to zdvojnásobuje na 400 Gb/s na jízdní pruh, přičemž zachovává zásuvný tvarový faktor, který operátoři vědí, jak nasadit a obsluhovat. Podle zveřejněných údajů NVIDIA poskytuje USFP 4x větší šířku pásma a hustotu předního panelu ve srovnání s moduly 200 Gb/s na pruh, při zhruba 1,3násobné energetické účinnosti – což znamená více dat přenesených na watt.
Tato kombinace řeší složitý problém v továrním designu AI. Když přepínač dosáhne své kapacity portu, jediným způsobem, jak přidat další výpočet, je přidat další vrstvu přepínačů a optických spojů, což zvyšuje latenci, kapitálové náklady a spotřebu energie na každé úrovni. Zdvojnásobením počtu pruhů a šířky pásma na jeden pruh umožňuje USFP připojit více koncových bodů 1,6 Tb/s stejnou stopou přepínání, čímž se odkládá bod, kdy se operátoři musí vymanit z přetížení pomocí více úrovní.
„Budování největších světových továren na umělou inteligenci začíná přehodnocením nejmenších připojení,“ řekl v oznámení Gilad Shainer, senior viceprezident společnosti NVIDIA.
Šestnáct pruhů ve stopě velikosti OSFP
První plánované transceivery založené na USFP zahrnou 16 plně duplexních linek do prostoru o velikosti modulu OSFP – tahouna, který je již běžný v nasazeních AI clusterů – podporující jak přepínače, tak SuperNIC. NVIDIA říká, že návrh se může v budoucnu rozšířit na 32 drah a dále, což by posunulo kapacitu na modul daleko za dnešní strop.
Mechanicky si vyšší hustota signálu vyžádala nové uvažování o konektorech: USFP používá dvourozměrný konektor pole s dvoustupňovým vkládacím designem, který zachovává funkčnost předního panelu, díky čemuž je zásuvná optika vhodnější než pájené alternativy. „Tvůrci AI potřebují propojovací architekturu, která dokáže škálovat výkon, aniž by je zamykala do složitějšího provozního modelu,“ řekl Bill Gartner, senior viceprezident a generální manažer optických systémů a optiky ve společnosti Cisco, a zdůraznil, že cílem spolupráce bylo zachovat „obslužnost, flexibilitu nasazení a provozní jednoduchost zásuvné optiky“.
Ekosystémová hra, nejen modul
NVIDIA a Cisco výslovně formulují USFP jako otevřené úsilí mnoha výrobců: TE Connectivity a Amphenol již spolupracují s těmito dvěma společnostmi na vybudování vícezdrojového hardwarového ekosystému na základě specifikace. Na tom záleží, protože zásuvná optika je úspěšná pouze jako standard – operátoři je nakupují po desítkách tisíc a žádný jednotlivý prodejce nemůže dodat (nebo nacenit) tento objem sám.
Vícezdrojový přístup také snižuje riziko pro výrobce přepínačů a hyperškálovače zvažující přijetí. Pokud jsou transceivery USFP dostupné od více dodavatelů, modul může sledovat stejnou trajektorii jako dřívější zásuvné generace: rychlý pokles nákladů, široká interoperabilita a postupné vytěsňování proprietárních nebo pájených propojení na okrajových vrstvách sítě.
Síla je novým úzkým hrdlem
Zvláštní pozornost si zaslouží tvrzení o energetické účinnosti. Deklarovaným cílem NVIDIA pro USFP je zmenšit „podíl sítí na celkovém rozpočtu továrny na AI“ – což je potvrzení, že s rostoucí výpočetní hustotou náklady na energii na přesun dat soutěží s energetickými náklady na výpočetní techniku. Každý gigabit přemístěný mezi stojany stojí watty a v továrním měřítku AI se tyto watty přímo promítají do omezených síťových připojení a provozních nákladů.
Oznámení optiky nedorazilo izolovaně. Ve stejný den NVIDIA uvedla, že otevírá své návrhy rackové architektury Vera Rubin komunitě Open Compute Project, a pokrytí SiliconANGLE a Wccftech popsalo radikální zjednodušení výpočetních zásobníků – odstranění kabelů, hadic a ventilátorů – spolu s optikou Cisco. FourWeekMBA oznámil, že Meta přijímá platformu NVIDIA Spectrum-6 Ethernet. Tyto pohyby společně načrtávají koordinovaný tlak: otevřete fyzické návrhy, zhuštěte optiku a udělejte z Ethernetu preferovanou strukturu pro AI v hyperscale.
Na co se dívat
USFP je specifikace s plánovanými produkty, nikoli s dodávaným hardwarem – jazyk NVIDIA („první plánované transceivery založené na USFP“) ponechává časovou osu záměrně volnou. Metriky, které je třeba sledovat, jsou přijetí dodavateli přepínačů mimo společnost Cisco, ceny transceiverů vzhledem k částem 200 Gb/s na pruh a zda elektrická signalizace 400 Gb/s na pruh splňuje své cíle spolehlivosti v objemu.
Pokud se to podaří, USFP by mohla udělat pro sítě v éře AI to, co po sobě jdoucí generace QSFP udělaly pro cloudová datová centra: vytvořit kadenci propojení komodit, na které staví celé odvětví. A na trhu, kde byla proprietární struktura NVLink společnosti NVIDIA klíčovým argumentem pro uzamčení, je otevřený standard s vysokou hustotou zásuvných zásuvných zařízení – na jehož vzniku se podílela společnost Cisco, největší síťový prodejce – také konkurenčním prohlášením o tom, jak by se továrny na umělou inteligenci měly stavět.
