NVIDIA i Cisco opracowują moduły optyczne USFP dla AI

Firmy NVIDIA i Cisco wprowadzają nowy format wtykowych modułów optycznych, który ma ułatwić skalowanie centrów danych AI. Nowe nadajniki-odbiorniki umożliwią zwiększanie mocy obliczeniowej przy zachowaniu tej samej przestrzeni sieciowej. Jednocześnie mają zmniejszyć udział infrastruktury sieciowej w całkowitym zużyciu energii.

Źródło: materiały prasowe

Standard USFP zwiększy przepustowość sieci AI

Moduł Ultra-Dense Small Form Factor Pluggable (USFP) jako pierwszy będzie obsługiwać sygnały elektryczne o przepustowości 400 Gb/s na pasmo. Rozwiązanie umożliwi osiągnięcie łącznej przepustowości do 12,8 Tb/s. Dzięki temu operatorzy fabryk AI rozbudują sieci Ethernet AI. Jednocześnie zachowają model wdrażania infrastruktury, który stosowali w kolejnych generacjach sieci centrów danych.

USFP zapewni czterokrotnie większą gęstość przepustowości oraz 1,3-krotnie większą efektywność energetyczną w porównaniu z modułami obsługującymi 200 Gb/s na pasmo. Dzięki temu fabryki AI będą mogły podłączać więcej systemów obliczeniowych bez dodawania kolejnych warstw sieciowych. Ponadto przesyłanie każdego bitu danych będzie wymagało mniej energii.

NVIDIA i Cisco współpracują również z TE Connectivity oraz Amphenol. Firmy zamierzają stworzyć ekosystem sprzętowy standardu USFP, obejmujący wielu dostawców. Będą współpracować nad produkcją obudów, złączy i modułów USFP. Przewidują również dołączenie kolejnych partnerów.

Rosnące wymagania infrastruktury sztucznej inteligencji

Rozwój modeli sztucznej inteligencji oraz rosnące zapotrzebowanie na wnioskowanie wymagają łączenia coraz większej liczby systemów obliczeniowych. Jednocześnie operatorzy fabryk AI muszą kontrolować złożoność sieci, zużycie energii oraz koszty infrastruktury. Dlatego zwiększenie ilości danych przesyłanych na wat i na przełącznik pomaga lepiej wykorzystać inwestycje.

Skalowanie fabryk AI wymaga większej przepustowości pojedynczych połączeń oraz zwiększania liczby połączeń obsługiwanych przez przełącznik. Gdy urządzenie osiąga maksymalną przepustowość, dalsza rozbudowa może wymagać dodatkowych warstw przełączników i łączy optycznych. W rezultacie rosną opóźnienia, zużycie energii oraz koszty.

Dzięki USFP klienci będą mogli wdrażać technologie optyczne nowej generacji bez gruntownej przebudowy infrastruktury. Pierwsze planowane nadajniki-odbiorniki USFP będą zawierały 16 pasm pełnodupleksowych w obudowie o rozmiarze OSFP (octal small form factor). Moduły mają współpracować zarówno z przełącznikami, jak i kartami SuperNIC. W przyszłości producenci planują rozszerzyć konstrukcję do 32 lub większej liczby pasm.

USFP podwoi zarówno liczbę pasm, jak i przepustowość każdego z nich. Dzięki temu sieci AI będą mogły obsługiwać więcej punktów końcowych o przepustowości 1,6 Tb/s. Co istotne, nie będzie to wymagało dodawania kolejnych warstw sieciowych.

– Budowa największych na świecie fabryk AI zaczyna się od ponownego przemyślenia najmniejszych połączeń – powiedział Gilad Shainer, starszy wiceprezes NVIDIA.

Według Billa Gartnera, starszego wiceprezesa i dyrektora generalnego ds. systemów optycznych i optyki w Cisco, twórcy rozwiązań AI potrzebują architektury połączeń, która pozwala zwiększać wydajność bez komplikowania modelu operacyjnego.

– Opracowujemy USFP z myślą o zachowaniu łatwości serwisowania, elastyczności wdrażania oraz prostoty obsługi modułowych układów optycznych. Nasze podejście obejmuje cały stos technologiczny, od układów scalonych i systemów po optykę oraz sieciowy system operacyjny. Dzięki temu możemy optymalizować każdą warstwę pod kątem wydajności i skalowalności przyszłych sieci AI – dodał Bill Gartner.

Nowa konstrukcja złącza USFP

Złącze USFP wykorzystuje nową, dwuwymiarową matrycę oraz dwuetapowy mechanizm wkładania modułu. Po umieszczeniu modułu mechanizm uruchamia styki odpowiedzialne za szybki przesył danych. Takie rozwiązanie ogranicza zużycie styków, poprawia integralność sygnału oraz zapewnia bardziej przewidywalną siłę wkładania.

Technologia złącza umożliwia również dalsze zwiększanie liczby pasm. Konstrukcja przewiduje obsługę 32 pasm pełnodupleksowych, a w przyszłości także większej liczby. Ponadto złącze zoptymalizowane pod kątem 400 Gb/s zapewnia lepsze parametry pracy również przy przepustowości 200 Gb/s na pasmo.

USFP obsługuje rozpraszanie mocy do 100 W bez konieczności stosowania oddzielnego obwodu chłodzącego w nadajniku-odbiorniku. Dzięki temu konstrukcja przełącznika staje się mniej złożona, a niezawodność może wzrosnąć.

Współpraca nad USFP stanowi kontynuację dotychczasowych działań NVIDIA i Cisco. Firmy pracują nad zapewnieniem współdziałania sieci Ethernet opartych na technologii NVIDIA Spectrum-X oraz platformie Cisco Silicon One. Takie podejście ma uprościć wdrażanie infrastruktury AI w przedsiębiorstwach, chmurach typu neocloud oraz chmurach suwerennych.

NVIDIA i Cisco planują również opracowanie otwartej specyfikacji branżowej standardu USFP. Dokument ma powstać w ramach przyszłego projektu wieloźródłowego, którym będzie kierować społeczność branżowa.

Źródło: materiały prasowe