Η NVIDIA και η Cisco ανακοίνωσαν μια κοινή προδιαγραφή για μια νέα συνδεόμενη μονάδα οπτικών στις 12 Οκτωβρίου, που ονομάζεται Ultra-Dense Small Form Factor Pluggable (USFP), σχεδιασμένη να φέρει το φορτίο δικτύωσης της επόμενης γενιάς εργοστασίων τεχνητής νοημοσύνης. Σύμφωνα με το δελτίο τύπου της NVIDIA, το USFP προορίζεται να είναι η πρώτη μονάδα που θα υποστηρίζει ηλεκτρικά σήματα 400 Gb/s ανά λωρίδα, επιτρέποντας συνολική χωρητικότητα έως και 12,8 Tb/s — ένα άλμα πυκνότητας που οι εταιρείες λένε ότι θα επιτρέψει στους χειριστές να κλιμακώσουν τα υφάσματα Ethernet AI χωρίς να προσθέτουν επίπεδα δικτύου ή να ανατινάξουν τους προϋπολογισμούς ισχύος τους.
Η ανακοίνωση είναι το πιο πρόσφατο σημάδι ότι η δικτύωση των κέντρων δεδομένων, για καιρό η απίθανη υδραυλική εγκατάσταση του υπολογιστικού νέφους, έχει γίνει ένα στρατηγικό πεδίο μάχης στη δημιουργία τεχνητής νοημοσύνης. Καθώς τα σμήνη αυξάνονται από χιλιάδες σε εκατοντάδες χιλιάδες επιταχυντές, τα οπτικά που τα συνδέουν πλέον διαμορφώνουν τόσο την οικονομία όσο και τη φυσική της τεχνητής νοημοσύνης σε κλίμακα. Για το ευρύτερο πλαίσιο του τρόπου με τον οποίο οι πωλητές υποδομής επανατοποθετούνται για την εποχή των πρακτόρων, η ενότητα ειδήσεων AI παρακολουθεί τις κινήσεις καθώς προσγειώνονται.
Τι αλλάζει στην πραγματικότητα το USFP
Οι σημερινές συνδεόμενες μονάδες υψηλής απόδοσης λειτουργούν σε μεγάλο βαθμό με 200 Gb/s ανά ηλεκτρική λωρίδα. Το USFP το διπλασιάζει στα 400 Gb/s ανά λωρίδα, διατηρώντας παράλληλα τον συντελεστή φόρμας με δυνατότητα σύνδεσης που οι χειριστές ξέρουν πώς να αναπτύξουν και να εξυπηρετήσουν. Σύμφωνα με τα δημοσιευμένα στοιχεία της NVIDIA, το USFP προσφέρει 4 φορές το εύρος ζώνης και την πυκνότητα του μπροστινού πίνακα σε σύγκριση με τις μονάδες 200 Gb/s ανά λωρίδα, με περίπου 1,3 φορές την απόδοση ισχύος — δηλαδή περισσότερα δεδομένα που μετακινούνται ανά watt.
Αυτός ο συνδυασμός αντιμετωπίζει ένα σύνθετο πρόβλημα στον εργοστασιακό σχεδιασμό AI. Όταν ένας μεταγωγέας φτάσει στη χωρητικότητα θύρας του, ο μόνος τρόπος για να προσθέσετε περισσότερους υπολογισμούς είναι να προσθέσετε ένα άλλο επίπεδο διακοπτών και οπτικών συνδέσεων, το οποίο αυξάνει την καθυστέρηση, το κόστος κεφαλαίου και την κατανάλωση ενέργειας με κάθε επίπεδο. Διπλασιάζοντας τόσο τον αριθμό λωρίδων όσο και το εύρος ζώνης ανά λωρίδα, το USFP επιτρέπει σε περισσότερα τελικά σημεία 1,6 Tb/s να συνδέονται μέσω του ίδιου αποτυπώματος μεταγωγής, αναβάλλοντας το σημείο στο οποίο οι φορείς εκμετάλλευσης πρέπει να αγοράσουν το δρόμο τους για να βγουν από τη συμφόρηση με περισσότερα επίπεδα.
«Η κατασκευή των μεγαλύτερων εργοστασίων τεχνητής νοημοσύνης στον κόσμο ξεκινά με την επανεξέταση των μικρότερων συνδέσεων», δήλωσε ο Gilad Shainer, ανώτερος αντιπρόεδρος της NVIDIA, στην ανακοίνωση.
Δεκαέξι λωρίδες σε ένα ίχνος μεγέθους OSFP
Οι πρώτοι προγραμματισμένοι πομποδέκτες που βασίζονται σε USFP θα συσκευάσουν 16 full-duplex λωρίδες σε ένα αποτύπωμα μεγέθους μιας μονάδας OSFP - ο παράγοντας μορφής εργασίας που είναι ήδη κοινός στις αναπτύξεις συμπλέγματος AI - υποστηρίζοντας τόσο διακόπτες όσο και SuperNIC. Η NVIDIA λέει ότι ο σχεδιασμός μπορεί να επεκταθεί σε 32 λωρίδες και πέρα στο μέλλον, κάτι που θα ωθήσει τη χωρητικότητα ανά μονάδα αρκετά πέρα από το σημερινό ανώτατο όριο.
Μηχανικά, η υψηλότερη πυκνότητα σήματος απαιτούσε νέα σκέψη σύνδεσης: Το USFP χρησιμοποιεί έναν συνδετήρα δισδιάστατης συστοιχίας με σχεδίαση εισαγωγής δύο βημάτων, διατηρώντας τη δυνατότητα συντήρησης του μπροστινού πίνακα που κάνει τα οπτικά με βύσμα προτιμότερα από τις εναλλακτικές λύσεις με συγκόλληση. «Οι κατασκευαστές τεχνητής νοημοσύνης χρειάζονται μια αρχιτεκτονική διασύνδεσης που να μπορεί να κλιμακώσει την απόδοση χωρίς να τους κλειδώσει σε ένα πιο περίπλοκο μοντέλο λειτουργίας», δήλωσε ο Bill Gartner, ανώτερος αντιπρόεδρος και γενικός διευθυντής οπτικών συστημάτων και οπτικών στη Cisco, τονίζοντας ότι η συνεργασία στόχευε στη διατήρηση «της λειτουργικότητας, της ευελιξίας ανάπτυξης και της λειτουργικής απλότητας των συνδεόμενων οπτικών».
Ένα παιχνίδι οικοσυστήματος, όχι απλώς μια ενότητα
Η NVIDIA και η Cisco πλαισιώνουν ρητά το USFP ως μια ανοιχτή προσπάθεια πολλών προμηθευτών: η TE Connectivity και η Amphenol συνεργάζονται ήδη με τις δύο εταιρείες για να δημιουργήσουν ένα οικοσύστημα υλικού πολλαπλών πηγών γύρω από τις προδιαγραφές. Αυτό έχει σημασία γιατί τα συνδεόμενα οπτικά πετυχαίνουν μόνο ως πρότυπα — οι πάροχοι τα αγοράζουν κατά δεκάδες χιλιάδες και κανένας μόνος προμηθευτής δεν μπορεί να προμηθεύσει (ή να τιμήσει) αυτόν τον όγκο μόνος του.
Η προσέγγιση πολλαπλών πηγών μειώνει επίσης τον κίνδυνο για τους κατασκευαστές μεταγωγέων και τους υπερκλιμακωτές που εξετάζουν το ενδεχόμενο υιοθέτησης. Εάν οι πομποδέκτες USFP είναι διαθέσιμοι από πολλούς προμηθευτές, η μονάδα μπορεί να ακολουθήσει την ίδια τροχιά με τις προηγούμενες γενιές με δυνατότητα σύνδεσης: ταχεία μείωση κόστους, ευρεία διαλειτουργικότητα και σταδιακή μετατόπιση ιδιόκτητων ή συγκολλημένων διασυνδέσεων στις ακραίες βαθμίδες του δικτύου.
Η δύναμη είναι το νέο σημείο συμφόρησης
Οι ισχυρισμοί σχετικά με την απόδοση ισχύος αξίζουν ιδιαίτερης προσοχής. Ο δηλωμένος στόχος της NVIDIA για το USFP είναι να συρρικνώσει το «μερίδιο της δικτύωσης στον συνολικό προϋπολογισμό της εργοστασιακής ενέργειας της τεχνητής νοημοσύνης» — μια αναγνώριση ότι καθώς αυξάνονται οι υπολογιστικές πυκνότητες, το ενεργειακό κόστος της μετακίνησης δεδομένων ανταγωνίζεται το ενεργειακό κόστος των υπολογιστών. Κάθε gigabit που μετακινείται μεταξύ ραφιών κοστίζει watts και σε εργοστασιακή κλίμακα AI αυτά τα watt μεταφράζονται απευθείας σε περιορισμένες συνδέσεις δικτύου και λειτουργικά έξοδα.
Η ανακοίνωση οπτικών δεν έφτασε μεμονωμένα. Την ίδια μέρα, η NVIDIA είπε ότι ανοίγει τα σχέδια της αρχιτεκτονικής rack Vera Rubin στην κοινότητα Open Compute Project και η κάλυψη από το SiliconANGLE και το Wccftech περιέγραψε ριζικές απλοποιήσεις στους υπολογιστικούς δίσκους — αφαίρεση καλωδίων, σωλήνων και ανεμιστήρων — παράλληλα με το έργο οπτικών της Cisco. Το FourWeekMBA ανέφερε ότι η Meta υιοθετεί την πλατφόρμα Ethernet Spectrum-6 της NVIDIA. Μαζί, οι κινήσεις σκιαγραφούν μια συντονισμένη ώθηση: ανοίξτε τα φυσικά σχέδια, πυκνώστε τα οπτικά και κάντε το Ethernet το ύφασμα της επιλογής για AI σε υπερκλίμακα.
Τι να παρακολουθήσετε
Το USFP είναι μια προδιαγραφή με προγραμματισμένα προϊόντα, όχι υλικό αποστολής — η γλώσσα της NVIDIA («πρώτοι προγραμματισμένοι πομποδέκτες που βασίζονται σε USFP») αφήνει το χρονοδιάγραμμα εσκεμμένα χαλαρό. Οι μετρήσεις που πρέπει να παρακολουθήσετε είναι η υιοθέτηση από προμηθευτές μεταγωγέων πέρα από τη Cisco, η τιμολόγηση πομποδέκτη σε σχέση με εξαρτήματα 200 G ανά λωρίδα και εάν η ηλεκτρική σηματοδότηση 400 Gb/s ανά λωρίδα πληροί τους στόχους αξιοπιστίας της σε όγκο.
Εάν επιτύχει, το USFP θα μπορούσε να κάνει για τη δικτύωση της εποχής AI ό,τι έκαναν οι διαδοχικές γενιές QSFP για τα κέντρα δεδομένων cloud: να δημιουργήσει έναν ρυθμό διασύνδεσης εμπορευμάτων στον οποίο βασίζεται ολόκληρη η βιομηχανία. Και σε μια αγορά όπου το ιδιόκτητο ύφασμα NVLink της NVIDIA ήταν ένα βασικό επιχείρημα κλειδώματος, ένα ανοιχτό, υψηλής πυκνότητας πρότυπο με δυνατότητα σύνδεσης — που συνυπογράφηκε από κοινού με τη Cisco, τον μεγαλύτερο προμηθευτή δικτύων — είναι επίσης μια ανταγωνιστική δήλωση σχετικά με τον τρόπο κατασκευής των εργοστασίων τεχνητής νοημοσύνης.
