As novas plataformas de switch de 400 TB/s baseadas em Silicon Baseado em Silicon da NVIDIA permitem clusters com milhões de GPUs
Na GTC 2025, a NVIDIA introduziu suas plataformas Spectrum-X Photonics e Quantum-X Photonics Redworking Switch para datacenters exascale que usam fotônicos de silício. As novas plataformas de transferência de dados de interruptor de rede aumentam para 1,6 TB/s por porta e 400 TB/s no agregado, permitindo que milhões de GPUs operem juntos sem problemas. A NVIDIA diz que os novos comutadores oferecem maior largura de banda, menor perda de energia e confiabilidade superior em comparação com as soluções de rede convencionais.
As plataformas InfiniBand Photonics Ethernet e Quantum-X Spectrum-X da Ethernet e Quantum-X oferecem velocidades de 1,6 TB/s por porta (o dobro do máximo de soluções de Ethernet de cobre de primeira linha) e larguras de banda totais que atingem 400 TB/s através de várias configurações de porta. Os interruptores fotônicos Spectrum-X da NVIDIA vêm em várias configurações, oferecendo 128 portas a 800 GB/s ou 512 portas a 200 GB/s, atingindo uma largura de banda total de 100 TB/s. Um modelo de maior capacidade fornece 512 portas a 800 GB/s ou 2.048 portas a 200 GB/s, alcançando taxa de transferência de 400 TB/s. A série Quantum-X Photonics possui 144 portas a 800 GB/S Infiniband, usando 200 GB/s para transmissão de dados eficientes.
Comparado às soluções de rede de geração anterior, o Quantum-X dobra o desempenho e aumenta a escalabilidade de computação de IA em cinco vezes, tornando-o adequado para cargas de trabalho de alta intensidade e construindo clusters de IA ainda maiores.
Os interruptores Quantum-X Infiniband incluem um sistema de resfriamento líquido, garantindo que os chips de fotônicos de silício a bordo operem em eficiência de pico sem superaquecimento. Como resultado, as novas plataformas de rede prometem 3,5 vezes melhor eficiência energética, 10 vezes maior confiabilidade da rede e 63 vezes mais integridade de sinal forte, reduzindo o consumo de energia e melhorando o desempenho a longo prazo. Além disso, as velocidades de implantação aumentam 1,3 vezes, tornando esses comutadores uma solução mais eficaz para data centers de IA em escala hiperescária, de acordo com a NVIDIA.
As plataformas InfiniBand da NVIDIA Spectrum-X Photonics Ethernet e Quantum-X Photonics Infiniband Use Silicon Photonics da TSMC chamado compacto Universal Photonic Engine (Cupe) que combina um circuito integrado eletrônico de 65 nm (EIC) com um circuito integrado fotônico (PIC) usando a tecnologia de embalagem SOIC-X da empresa. A Nvidia também trabalhou com coerente, Corning, Foxconn, Lumentum, Senko e outros para estabelecer seu próprio ecossistema de fotônicos de silício com uma cadeia de suprimentos constante que permite que a NVIDIA e seus parceiros construam clusters de IA e data centers que eram impossíveis antes de usar hardware proprietário.
A NVIDIA espera que os interruptores do Quantum-X InfiniBand sejam liberados mais tarde em 2025, enquanto os comutadores Ethernet Photonics Spectrum-X chegarão em 2026.
Embora esses avanços prometam melhorias significativas, a integração da fotônica de silício em uma escala tão grande é complexa, e a adoção generalizada depende de as organizações estarem dispostas a atualizar sua infraestrutura de rede existente. Apesar desses obstáculos, a tecnologia Silicon Photonics da Nvidia é um grande passo à frente nas redes da IA. Embora a Nvidia ainda tenha que divulgar planos futuros para seus equipamentos de rede, o Coupe da TSMC tem um roteiro muito promissor, que talvez seja seguido pela Nvidia.
A próxima iteração da Silicon Photonics pelo TSMC incorporará a tecnologia Coupe na embalagem de Cowos, combinando a óptica diretamente com um interruptor. Isso permitirá conexões ópticas em velocidades que atingem 6,4 TB/s. A terceira versão tem como objetivo aumentar as velocidades para 12,8 TB/s, integrando diretamente no pacote do processador.
