12 октября NVIDIA и Cisco объявили о совместной спецификации нового подключаемого оптического модуля под названием Ultra-Dense Small Form Factor Pluggable (USFP), предназначенного для переноса сетевой нагрузки на фабриках искусственного интеллекта следующего поколения. Согласно пресс-релизу NVIDIA, USFP станет первым модулем, поддерживающим электрические сигналы со скоростью 400 Гбит/с на полосу, обеспечивая общую пропускную способность до 12,8 Тбит/с. По словам компаний, такой скачок плотности позволит операторам масштабировать Ethernet AI-фабрики без добавления сетевых уровней или увеличения своих бюджетов мощности.
Это объявление является последним признаком того, что сети центров обработки данных, которые долгое время были непривлекательной частью облачных вычислений, стали стратегическим полем битвы в сфере создания искусственного интеллекта. По мере того как кластеры растут от тысяч до сотен тысяч ускорителей, соединяющая их оптика теперь формирует как экономику, так и физику ИИ в масштабе. В более широком контексте того, как поставщики инфраструктуры меняют свое позиционирование в эпоху агентов, наш раздел новостей ИИ отслеживает эти шаги по мере их реализации.
Что на самом деле меняет USFP
Сегодняшние высокопроизводительные сменные модули в основном работают со скоростью 200 Гбит/с на электрическую линию. USFP удваивает эту скорость до 400 Гбит/с на полосу, сохраняя при этом подключаемый форм-фактор, который операторы знают, как развертывать и обслуживать. Согласно опубликованным данным NVIDIA, USFP обеспечивает в 4 раза большую пропускную способность и плотность на передней панели по сравнению с модулями со скоростью 200 Гбит/с на полосу, при этом примерно в 1,3 раза выше энергоэффективность, что означает, что на каждый ватт передается больше данных.
Эта комбинация решает сложную проблему при проектировании фабрик ИИ. Когда коммутатор достигает своей емкости порта, единственный способ увеличить вычислительную мощность — это добавить еще один уровень коммутаторов и оптических каналов, что увеличивает задержку, капитальные затраты и энергопотребление с каждым уровнем. Удвоив количество полос и пропускную способность на полосу, USFP позволяет большему количеству конечных точек со скоростью 1,6 Тбит/с подключаться через ту же зону коммутации, отодвигая момент, когда операторам придется покупать выход из перегрузки с помощью большего количества уровней.
«Создание крупнейших в мире фабрик искусственного интеллекта начинается с переосмысления мельчайших соединений», — сказал в своем заявлении Гилад Шейнер, старший вице-президент NVIDIA.
Шестнадцать полос на площади OSFP
Первые запланированные трансиверы на базе USFP будут включать 16 полнодуплексных линий на площади, равной размеру модуля OSFP — форм-фактор «рабочей лошадки», уже распространенный в развертываниях кластеров искусственного интеллекта — с поддержкой как коммутаторов, так и SuperNIC. NVIDIA заявляет, что в будущем конструкция может расшириться до 32 полос и выше, что значительно превысит сегодняшний потолок пропускной способности каждого модуля.
С механической точки зрения более высокая плотность сигнала потребовала нового подхода к разъемам: USFP использует разъем с двумерной матрицей и двухэтапной конструкцией вставки, сохраняя удобство обслуживания передней панели, что делает подключаемую оптику предпочтительнее припаянных альтернатив. «Строителям искусственного интеллекта нужна архитектура межсоединений, которая может масштабировать производительность, не привязывая их к более сложной операционной модели», — сказал Билл Гартнер, старший вице-президент и генеральный менеджер по оптическим системам и оптике Cisco, подчеркнув, что сотрудничество было направлено на сохранение «удобства обслуживания, гибкости развертывания и простоты эксплуатации подключаемой оптики».
Экосистемная игра, а не просто модуль
NVIDIA и Cisco явно позиционируют USFP как открытую мультивендорную разработку: TE Connectivity и Amphenol уже работают с двумя компаниями над созданием аппаратной экосистемы из нескольких источников на основе этой спецификации. Это важно, поскольку подключаемая оптика пользуется успехом только как стандарт — операторы покупают ее десятками тысяч, и ни один поставщик не может поставлять (или оценивать) этот объем в одиночку.
Подход с использованием нескольких источников также снижает риск для производителей коммутаторов и гипермасштабировщиков, рассматривающих возможность внедрения. Если трансиверы USFP доступны от нескольких поставщиков, модуль может следовать той же траектории, что и предыдущие поколения сменных модулей: быстрое снижение стоимости, широкая совместимость и постепенное вытеснение собственных или паяных межсоединений на периферийных уровнях сети.
Электроэнергия — новое узкое место
Заявления об энергоэффективности заслуживают особого внимания. Заявленная цель NVIDIA для USFP — сократить «долю сети в общем бюджете мощности фабрики искусственного интеллекта» — признание того, что по мере роста плотности вычислений стоимость энергии для перемещения данных конкурирует со стоимостью энергии вычислений. Каждый гигабит, передаваемый между стойками, стоит ватт, а в масштабах предприятия искусственного интеллекта эти ватты напрямую преобразуются в ограниченные подключения к сети и эксплуатационные расходы.
Анонс оптики не был изолирован. В тот же день NVIDIA заявила, что представляет свои проекты стоечной архитектуры Vera Rubin сообществу Open Compute Project, а в репортажах SiliconANGLE и Wccftech описывались радикальные упрощения в вычислительных лотках — удаление кабелей, шлангов и вентиляторов — наряду с работой Cisco по оптике. FourWeekMBA сообщил, что Meta внедряет платформу NVIDIA Spectrum-6 Ethernet. Вместе эти шаги представляют собой скоординированный шаг: открыть физические конструкции, уплотнить оптику и сделать Ethernet предпочтительной структурой для ИИ в гипермасштабе.
Что посмотреть
USFP — это спецификация запланированных продуктов, а не поставляемого оборудования — формулировка NVIDIA («первые запланированные трансиверы на базе USFP») намеренно оставляет временные рамки свободными. Метриками, за которыми следует следить, являются внедрение поставщиками коммутаторов, помимо Cisco, цены на трансиверы относительно деталей с пропускной способностью 200 Гбит/с на канал, а также соответствие электрической сигнализации со скоростью 400 Гбит/с на канал целевым показателям надежности при больших объемах.
Если это удастся, USFP сможет сделать для сетей эпохи искусственного интеллекта то же, что последующие поколения QSFP сделали для облачных центров обработки данных: установить ритмичность межсетевых соединений, на которой будет строиться вся отрасль. А на рынке, где запатентованная технология NVLink от NVIDIA была ключевым аргументом в пользу открытого подключаемого стандарта высокой плотности, разработанного совместно с Cisco, крупнейшим поставщиком сетевых технологий, это также является конкурентным заявлением о том, как следует строить фабрики искусственного интеллекта.
