Nvidia стремится революционизировать подключение к центрам обработки данных путем использования light света. В марте 2025 года компания представила коммутаторы Spectrum-X Photonics Ethernet и Quantum-X Photonics InfiniBand. Они предназначены для подключения крупных «фабрик по производству ИИ» в разных местах и поддержки миллионов графических процессоров, одновременно снижая потребление энергии и затраты. Основная цель состоит в том, чтобы интегрировать оптические двигатели с коммутаторами, тем самым устраняя ненужные электрические компоненты.
Масштабирование — главная задача. Когда скорость достигает 800 гигабит в секунду или более, медные соединения между серверами и коммутаторами замедляют работу. Сигналы теряют силу, когда они проходят через доски и разъемы. Это происходит до того, как сигнал достигает оптического модуля. Nvidia утверждает, что эта потеря составляет примерно 22 децибела по 200-гигабитным каналам. Это означает, что требуется больше энергии, и каждый порт использует около 30 Вт. Дополнительные компоненты также увеличивают риск сбоев.
Совместная оптика, или CPO, изменяет эту настройку. Помещая оптический двигатель рядом с переключателем, сигналы передаются на волокно почти сразу. Это уменьшает электрические потери примерно до четырех децибел и снижает энергопотребление на порт примерно до девяти Вт. Nvidia говорит, что в более широком масштабе этот подход достигает примерно в 3,5 раза лучшей энергоэффективности, более чем в 60 раз более высокого качества сигнала, в 10 раз большей отказоустойчивости, потому что активных частей меньше и примерно на 30 процентов быстрее настраивается, так как есть меньше для строительства и обслуживания.
Для Ethernet Spectrum-X Photonics нацелена на крупные многопользовательские сети. Nvidia говорит, что предлагает примерно в 1,6 раза больше пропускной способности на область, чем обычный Ethernet. Варианты включают 128 портов в 800 Гбит/с или 512 портов со скоростью 200 Гбит/с. Это достигает 100 Тб/с в общей сложности. Более крупные установки могут доходить до 512 портов в 800 Гбит/с или 2048 портов при 200 Гбит/с. Это в общей сложности 400 Тб/с.
Для InfiniBand Quantum-X Photonics фокусируется на соединениях 800 Гбит/с (гигабит в секунду) и использует жидкостное охлаждение, систему, которая использует жидкий охлаждающий крем для удаления тепла. Его верхний переключатель имеет 144 порта и может обрабатывать 115 Тбит/с данных. Он также включает в себя сетевые вычисления, которые обрабатывают данные в самой сети, оцениваемые в 14,4 триллиона операций с плавающей запятой в секунду. Система использует новейшую технологию Nvidia SHARP (Sacable Hierarchical Aggregation and Reduction Protocol) для ускорения групповых задач по всей сети.
Nvidia говорит, что это поколение в два раза быстрее и в пять раз масштабируется для сетей ИИ, чем предыдущее. План улучшения масштабируемости тесно связан с платформой COUPE TSMC и передовыми методами упаковки. На первом этапе оптические двигатели в модулях ОСФФ достигнут 1,6 Тбит/с. Во втором этапе будет использоваться коуцентрированная оптика на материнской плате, способная 6,4 Тб/с. Третий этап нацелен на 12,8 Ттб/с в пакетах процессоров, что еще больше снижает задержку и энергопотребление. Nvidia планирует запустить коммутаторы Quantum-X на базе CPO в начале 2026 года и Spectrum-X Photonics в том же году, оба из которых будут оснащены жидкостным охлаждением.
Nvidia сотрудничает с такими компаниями, как TSMC, Coherent, Corning, Fabrinet, Foxconn, Lumentum, SENKO, SPIL, Sumitomo Electric, TFC и другими, чтобы охватить производство, оптику и сборку. Цель состоит в том, чтобы удалить тысячи отдельных частей из больших кластеров, ускорить настройку и сделать возможными сети с миллионом графических процессоров, не потребляя чрезмерную мощность.