12 października firmy NVIDIA i Cisco ogłosiły wspólną specyfikację nowego wymiennego modułu optycznego o nazwie Ultra-Dense Small Form Factor Pluggable (USFP), zaprojektowanego z myślą o przenoszeniu obciążenia sieciowego fabryk sztucznej inteligencji nowej generacji. Zgodnie z komunikatem prasowym firmy NVIDIA, USFP ma być pierwszym modułem obsługującym sygnały elektryczne o przepustowości 400 Gb/s na linię, umożliwiając całkowitą przepustowość do 12,8 Tb/s — co według firm oznacza skok gęstości, który według firm umożliwi operatorom skalowanie sieci Ethernet AI bez dodawania warstw sieci lub zwiększania budżetów energetycznych.
Ogłoszenie to jest najnowszym sygnałem, że sieci centrów danych, od dawna nieestetyczne rozwiązanie w chmurze obliczeniowej, stały się strategicznym polem bitwy w rozwoju sztucznej inteligencji. W miarę jak klastry rozrastają się z tysięcy do setek tysięcy akceleratorów, łącząca je optyka kształtuje teraz zarówno ekonomię, jak i fizykę sztucznej inteligencji na dużą skalę. Aby zapoznać się z szerszym kontekstem zmiany pozycji dostawców infrastruktury na potrzeby ery agentycznej, w naszej sekcji aktualności dotyczącej sztucznej inteligencji śledzimy ruchy w momencie ich wprowadzenia.
Co właściwie zmienia USFP
Dzisiejsze, wysokowydajne moduły wtykowe działają w dużej mierze z szybkością 200 Gb/s na tor elektryczny. USFP podwaja tę wartość do 400 Gb/s na linię, zachowując jednocześnie wymienną obudowę, którą operatorzy wiedzą, jak wdrażać i serwisować. Według opublikowanych danych firmy NVIDIA, USFP zapewnia 4x większą przepustowość i gęstość na panelu przednim w porównaniu z modułami 200 Gb/s na linię, przy około 1,3x większej wydajności energetycznej, co oznacza więcej danych przesyłanych na wat.
Ta kombinacja rozwiązuje złożony problem w projektowaniu fabryk AI. Gdy przełącznik osiągnie pełną pojemność portu, jedynym sposobem na zwiększenie mocy obliczeniowej jest dodanie kolejnej warstwy przełączników i łączy optycznych, co zwiększa opóźnienia, koszty inwestycyjne i zużycie energii na każdym poziomie. Podwajając zarówno liczbę linii, jak i przepustowość na linię, USFP umożliwia podłączenie większej liczby punktów końcowych o przepustowości 1,6 Tb/s przy tym samym obszarze przełączania, odkładając moment, w którym operatorzy muszą wykupić sobie drogę do wyjścia z zatorów na większej liczbie poziomów.
„Budowa największych na świecie fabryk sztucznej inteligencji zaczyna się od ponownego przemyślenia najmniejszych połączeń” – powiedział w ogłoszeniu Gilad Shainer, starszy wiceprezes firmy NVIDIA.
Szesnaście pasów w obszarze wielkości OSFP
Pierwsze planowane transceivery oparte na USFP będą zawierać 16 linii pełnodupleksowych na powierzchni o wielkości modułu OSFP – będącego narzędziem roboczym już powszechnym we wdrożeniach klastrów AI – obsługującym zarówno przełączniki, jak i karty SuperNIC. NVIDIA twierdzi, że w przyszłości projekt może zostać rozszerzony do 32 ścieżek i więcej, co znacznie zwiększy wydajność przypadającą na moduł znacznie powyżej dzisiejszego pułapu.
Mechanicznie większa gęstość sygnału wymagała nowego myślenia o złączach: USFP wykorzystuje dwuwymiarowe złącze matrycowe z dwuetapową konstrukcją wtykaną, zachowując łatwość serwisowania panelu przedniego, co sprawia, że wtykowa optyka jest lepsza od lutowanych alternatyw. „Twórcy sztucznej inteligencji potrzebują architektury połączeń wzajemnych, która umożliwi skalowanie wydajności bez blokowania ich w bardziej złożonym modelu operacyjnym” – powiedział Bill Gartner, starszy wiceprezes i dyrektor generalny ds. systemów optycznych i optyki w Cisco, podkreślając, że współpraca miała na celu zachowanie „przydatności w użytkowaniu, elastyczności wdrażania i prostoty operacyjnej wymiennej optyki”.
Gra ekosystemowa, a nie tylko moduł
NVIDIA i Cisco wyraźnie określają USFP jako otwarte przedsięwzięcie wielu dostawców: TE Connectivity i Amphenol współpracują już z obiema firmami nad zbudowaniem wieloźródłowego ekosystemu sprzętowego w oparciu o specyfikację. Ma to znaczenie, ponieważ wymienna optyka sprawdza się tylko jako standard — operatorzy kupują je dziesiątkami tysięcy i żaden pojedynczy dostawca nie jest w stanie dostarczyć (ani wycenić) samej takiej ilości.
Podejście oparte na wielu źródłach zmniejsza również ryzyko dla twórców przełączników i osób zajmujących się hiperskalem, rozważających wdrożenie. Jeśli transceivery USFP są dostępne od wielu dostawców, moduł może podążać tą samą trajektorią, co wcześniejsze generacje wtykowe: szybki spadek kosztów, szeroka interoperacyjność i stopniowe wypieranie zastrzeżonych lub lutowanych połączeń wzajemnych na brzegowych poziomach sieci.
Moc to nowe wąskie gardło
Na szczególną uwagę zasługują twierdzenia dotyczące efektywności energetycznej. Deklarowanym celem firmy NVIDIA dla USFP jest zmniejszenie „udziału sieci w całkowitym budżecie mocy fabryki sztucznej inteligencji” — co stanowi potwierdzenie, że wraz ze wzrostem gęstości obliczeniowej koszt energii potrzebny do przenoszenia danych konkuruje z kosztem energii obliczeniowej. Każdy gigabit przesyłany między szafami kosztuje waty, a w skali fabrycznej sztucznej inteligencji te waty przekładają się bezpośrednio na ograniczone połączenia sieciowe i koszty operacyjne.
Ogłoszenie dotyczące optyki nie pojawiło się samotnie. Tego samego dnia NVIDIA poinformowała, że udostępnia swoje projekty architektury szafy Vera Rubin społeczności Open Compute Project, a relacje SiliconANGLE i Wccftech opisały radykalne uproszczenia tac obliczeniowych — usunięcie kabli, węży i wentylatorów — równolegle z pracą optyki Cisco. FourWeekMBA poinformowało, że Meta wykorzystuje platformę Ethernet Spectrum-6 firmy NVIDIA. Łącznie te ruchy nakreślają skoordynowany efekt: otwórz projekty fizyczne, zagęść optykę i uczyń z Ethernetu preferowaną strukturę dla sztucznej inteligencji w hiperskali.
Co obejrzeć
USFP to specyfikacja obejmująca planowane produkty, a nie dostarczany sprzęt — język firmy NVIDIA („pierwsze planowane transceivery oparte na USFP”) celowo pozostawia luźną oś czasu. Wskaźniki, na które warto zwrócić uwagę, to przyjęcie przez dostawców przełączników innych niż Cisco, ceny transceiverów w porównaniu z częściami o przepustowości 200 Gb/s na linię oraz to, czy sygnalizacja elektryczna o przepustowości 400 Gb/s na linię spełnia swoje docelowe wymagania w zakresie niezawodności przy wolumenie.
Jeśli to się powiedzie, USFP może zrobić dla sieci ery sztucznej inteligencji to samo, co kolejne generacje QSFP zrobiły dla centrów danych w chmurze: ustanowić towarową częstotliwość wzajemnych połączeń, na której opiera się cała branża. Na rynku, na którym zastrzeżona struktura NVLink firmy NVIDIA była kluczowym argumentem, otwarty standard o dużej gęstości z możliwością wtyczek — którego współautorem jest Cisco, największy dostawca usług sieciowych — jest również konkurencyjnym stwierdzeniem na temat tego, w jaki sposób należy budować fabryki sztucznej inteligencji.
