NVIDIA และ Cisco ได้ประกาศข้อกำหนดร่วมกันสำหรับโมดูลออปติกแบบเสียบได้ใหม่เมื่อวันที่ 12 ตุลาคม เรียกว่า Ultra-Dense Small Form Factor Pluggable (USFP) ซึ่งออกแบบมาเพื่อรับภาระงานเครือข่ายของโรงงาน AI รุ่นต่อไป ตามข่าวประชาสัมพันธ์ของ NVIDIA USFP ตั้งใจจะเป็นโมดูลแรกที่รองรับสัญญาณไฟฟ้า 400Gb/s ต่อเลน ทำให้มีความจุรวมสูงสุด 12.8Tb/s — ความหนาแน่นที่เพิ่มขึ้นอย่างก้าวกระโดดที่บริษัทต่างๆ กล่าวว่าจะช่วยให้ผู้ให้บริการปรับขนาด Ethernet Fabric ของ Ethernet ได้โดยไม่ต้องเพิ่มระดับเครือข่ายหรือทำให้งบประมาณด้านพลังงานลดลง
การประกาศดังกล่าวถือเป็นสัญญาณล่าสุดว่าเครือข่ายศูนย์ข้อมูลซึ่งใช้ระบบคลาวด์คอมพิวติ้งอันยาวนาน ได้กลายเป็นสมรภูมิเชิงกลยุทธ์ในการสร้าง AI เมื่อคลัสเตอร์เติบโตจากตัวเร่งความเร็วนับพันไปจนถึงตัวเร่งความเร็วหลายแสนตัว เลนส์ที่เชื่อมต่อพวกมันจะกำหนดรูปแบบทั้งเศรษฐศาสตร์และฟิสิกส์ของ AI ในวงกว้าง สำหรับบริบทที่กว้างขึ้นเกี่ยวกับวิธีการเปลี่ยนตำแหน่งผู้จำหน่ายโครงสร้างพื้นฐานสำหรับยุคตัวแทน ส่วนข่าว AI ของเราจะติดตามความเคลื่อนไหวในขณะที่พวกเขามาถึง
สิ่งที่ USFP เปลี่ยนแปลงจริง ๆ
โมดูลแบบเสียบได้ประสิทธิภาพสูงในปัจจุบันส่วนใหญ่ทำงานที่ 200Gb/s ต่อช่องทางไฟฟ้า USFP เพิ่มเป็นสองเท่าเป็น 400Gb/s ต่อเลน ในขณะที่ยังคงรักษาฟอร์มแฟคเตอร์ที่เสียบได้ซึ่งผู้ปฏิบัติงานรู้วิธีปรับใช้และให้บริการ ตามตัวเลขที่เผยแพร่ของ NVIDIA USFP ให้แบนด์วิดท์และความหนาแน่นของแผงด้านหน้าถึง 4 เท่า เมื่อเทียบกับโมดูล 200Gb/s ต่อเลน โดยมีประสิทธิภาพการใช้พลังงานประมาณ 1.3 เท่า ซึ่งหมายความว่ามีการเคลื่อนย้ายข้อมูลต่อวัตต์มากขึ้น
การรวมกันดังกล่าวช่วยแก้ปัญหาที่เกิดขึ้นในการออกแบบโรงงาน AI เมื่อสวิตช์ถึงความจุพอร์ตแล้ว วิธีเดียวที่จะเพิ่มการประมวลผลได้มากขึ้นคือการเพิ่มสวิตช์และลิงก์แบบออปติคัลอีกชั้นหนึ่ง ซึ่งจะเพิ่มเวลาแฝง ต้นทุนเงินทุน และการใช้พลังงานในทุกระดับ ด้วยการเพิ่มทั้งจำนวนเลนและแบนด์วิดท์ต่อเลนเป็นสองเท่า USFP อนุญาตให้จุดสิ้นสุด 1.6Tb/s เชื่อมต่อผ่านพื้นที่สวิตชิ่งเดียวกัน เลื่อนจุดที่ผู้ปฏิบัติงานต้องซื้อทางออกจากความแออัดด้วยระดับที่มากขึ้น
“การสร้างโรงงาน AI ที่ใหญ่ที่สุดในโลกเริ่มต้นด้วยการคิดใหม่เกี่ยวกับการเชื่อมต่อที่เล็กที่สุด” Gilad Shainer รองประธานอาวุโสของ NVIDIA กล่าวในการประกาศ
สิบหกเลนในรอยเท้าขนาด OSFP
เครื่องรับส่งสัญญาณที่ใช้ USFP ที่วางแผนไว้ชุดแรกจะบรรจุเลนฟูลดูเพล็กซ์ 16 เลนไว้ในขนาดของโมดูล OSFP ซึ่งเป็นฟอร์มแฟคเตอร์ที่ใช้งานได้ทั่วไปในการปรับใช้คลัสเตอร์ AI ซึ่งรองรับทั้งสวิตช์และ SuperNIC NVIDIA กล่าวว่าการออกแบบสามารถขยายได้ถึง 32 เลนและไกลออกไปในอนาคต ซึ่งจะผลักดันความจุต่อโมดูลให้เกินเพดานในปัจจุบัน
ในทางกลไกแล้ว ความหนาแน่นของสัญญาณที่สูงขึ้นจำเป็นต้องคิดเกี่ยวกับตัวเชื่อมต่อใหม่: USFP ใช้ตัวเชื่อมต่ออาเรย์สองมิติที่มีการออกแบบการแทรกสองขั้นตอน เพื่อรักษาความสามารถในการให้บริการที่แผงด้านหน้าซึ่งทำให้ออปติกแบบเสียบได้ดีกว่าทางเลือกอื่นที่บัดกรีลง “ผู้สร้าง AI ต้องการสถาปัตยกรรมการเชื่อมต่อระหว่างกันที่สามารถปรับขนาดประสิทธิภาพได้โดยไม่ต้องล็อกให้เข้ากับโมเดลการทำงานที่ซับซ้อนมากขึ้น” บิล การ์ตเนอร์ รองประธานอาวุโสและผู้จัดการทั่วไปฝ่ายระบบออพติคัลและออปติกของ Cisco กล่าว โดยเน้นย้ำว่าการทำงานร่วมกันนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อรักษา “ความสามารถในการให้บริการ ความยืดหยุ่นในการใช้งาน และความเรียบง่ายในการปฏิบัติงานของออปติคัลแบบเสียบได้”
บทบาทของระบบนิเวศ ไม่ใช่แค่โมดูลเท่านั้น
NVIDIA และ Cisco กำลังวางกรอบ USFP อย่างชัดเจนว่าเป็นความพยายามของผู้จำหน่ายหลายรายแบบเปิด: TE Connectivity และ Amphenol กำลังทำงานร่วมกับทั้งสองบริษัทอยู่แล้วเพื่อสร้างระบบนิเวศของฮาร์ดแวร์แบบหลายแหล่งตามข้อกำหนด นั่นสำคัญเพราะว่าเลนส์แบบเสียบได้จะประสบความสำเร็จตามมาตรฐานเท่านั้น ผู้ปฏิบัติงานซื้อเลนส์ดังกล่าวเป็นจำนวนหลายหมื่น และไม่มีผู้จำหน่ายรายเดียวที่สามารถจัดหา (หรือราคา) ปริมาณนั้นเพียงอย่างเดียวได้
แนวทางแบบหลายแหล่งยังช่วยลดความเสี่ยงสำหรับผู้สร้างสวิตช์และไฮเปอร์สเกลเลอร์ที่กำลังพิจารณานำไปใช้ หากตัวรับส่งสัญญาณ USFP มีจำหน่ายจากซัพพลายเออร์หลายราย โมดูลสามารถดำเนินไปในทิศทางเดียวกันกับรุ่นที่เสียบได้ก่อนหน้านี้: การลดต้นทุนอย่างรวดเร็ว ความสามารถในการทำงานร่วมกันในวงกว้าง และการแทนที่การเชื่อมต่อระหว่างกันที่เป็นกรรมสิทธิ์หรือแบบบัดกรีทีละน้อยที่ระดับ Edge ของเครือข่าย
พลังคือคอขวดใหม่
การกล่าวอ้างประสิทธิภาพการใช้พลังงานสมควรได้รับความสนใจเป็นพิเศษ เป้าหมายที่ระบุไว้ของ NVIDIA สำหรับ USFP คือการลด "ส่วนแบ่งของเครือข่ายของงบประมาณด้านพลังงานของโรงงาน AI โดยรวม" ซึ่งเป็นการยอมรับว่าเมื่อความหนาแน่นของการประมวลผลเพิ่มขึ้น ต้นทุนด้านพลังงานในการเคลื่อนย้ายข้อมูลจะแข่งขันกับต้นทุนด้านพลังงานของการประมวลผล ทุกกิกะบิตที่ย้ายระหว่างแร็คจะต้องใช้วัตต์ และที่ขนาดโรงงานของ AI วัตต์เหล่านั้นจะแปลงเป็นการเชื่อมต่อกริดที่มีข้อจำกัดและค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานโดยตรง
การประกาศเกี่ยวกับเลนส์ไม่ได้เกิดขึ้นอย่างโดดเดี่ยว ในวันเดียวกันนั้น NVIDIA กล่าวว่ากำลังเปิดตัวการออกแบบสถาปัตยกรรมชั้นวาง Vera Rubin ให้กับชุมชน Open Compute Project และความครอบคลุมจาก SiliconANGLE และ Wccftech อธิบายถึงการลดความซับซ้อนอย่างมากในการคำนวณถาด — การแยกสายเคเบิล ท่อ และพัดลม — ควบคู่ไปกับงานเลนส์ของ Cisco FourWeekMBA รายงานว่า Meta กำลังใช้แพลตฟอร์ม Spectrum-6 Ethernet ของ NVIDIA การเคลื่อนไหวร่วมกันร่างการผลักดันที่ประสานกัน: เปิดการออกแบบทางกายภาพ เพิ่มความหนาแน่นของออปติก และทำให้อีเธอร์เน็ตเป็นตัวเลือกสำหรับ AI ในระดับไฮเปอร์สเกล
สิ่งที่ต้องดู
USFP เป็นข้อกำหนดสำหรับผลิตภัณฑ์ที่วางแผนไว้ ไม่ใช่ฮาร์ดแวร์สำหรับการจัดส่ง — ภาษาของ NVIDIA ('ตัวรับส่งสัญญาณที่ใช้ USFP ที่วางแผนไว้ครั้งแรก') ทำให้ไทม์ไลน์หลวมโดยเจตนา ตัวชี้วัดที่น่าจับตามองคือการนำไปใช้โดยผู้จำหน่ายสวิตช์นอกเหนือจาก Cisco ราคาตัวรับส่งสัญญาณสัมพันธ์กับชิ้นส่วน 200G ต่อเลน และการส่งสัญญาณไฟฟ้า 400Gb/s-ต่อเลน บรรลุเป้าหมายความน่าเชื่อถือที่ปริมาณหรือไม่
หากทำได้ USFP ก็สามารถสร้างเครือข่ายในยุค AI ได้เหมือนกับที่ QSFP รุ่นต่อ ๆ มาทำกับศูนย์ข้อมูลบนคลาวด์ นั่นคือ สร้างจังหวะการเชื่อมต่อระหว่างสินค้าโภคภัณฑ์ที่อุตสาหกรรมทั้งหมดสร้างขึ้น และในตลาดที่ NVLink Fabric ที่เป็นกรรมสิทธิ์ของ NVIDIA เป็นข้อโต้แย้งที่สำคัญ มาตรฐานแบบเปิดที่มีความหนาแน่นสูงที่เสียบได้ ซึ่งร่วมเขียนกับ Cisco ซึ่งเป็นผู้จำหน่ายระบบเครือข่ายรายใหญ่ที่สุด ก็เป็นคำกล่าวที่แข่งขันได้เกี่ยวกับวิธีการสร้างโรงงาน AI
