Bij GTC 2025 introduceerde NVIDIA zijn Spectrum-X fotonica en Quantum-X Photonics Networking Switch-platforms voor exascale datacenters die siliciumfotonica gebruiken. De nieuwe netwerkschakelaarplatforms verhogen gegevensoverdrachtsnelheid tot 1,6 TB/s per poort, en 400 TB/s in het geaggregeerde, waardoor miljoenen GPU’s naadloos samen kunnen werken. Nvidia zegt dat de nieuwe schakelaars een hogere bandbreedte, lager vermogensverlies en superieure betrouwbaarheid bieden in vergelijking met conventionele netwerkoplossingen.
De Spectrum-X Photonics Ethernet en Quantum-X Photonics Infiniband-platforms leveren snelheden van 1,6 TB/s per poort (tweemaal het maximum van de huidige top-koper Ethernet-oplossingen) en totale bandbreedtes die 400 TB/S bereiken via verschillende poortconfiguraties. De spectrum-X fotonica-schakelaars van Nvidia zijn er in verschillende configuraties en bieden 128 poorten met 800 GB/s of 512 poorten bij 200 GB/s, met een totale bandbreedte van 100 tb/s. Een model met een hogere capaciteit biedt 512 poorten bij 800 GB/s of 2.048 poorten bij 200 GB/s, met een doorvoer van 400 tbc/s. De Quantum-X Photonics-serie bevat 144 poorten op 800 GB/s Infiniband, met behulp van 200 GB/s Serdes voor efficiënte gegevensoverdracht.
In vergelijking met netwerkoplossingen van de vorige generatie, verdubbelt Quantum-X de prestaties en verhoogt hij de AI Compute Scalability vijfvoudig, waardoor het geschikt is voor werkbelastingen met hoge intensiteit en nog grotere AI-clusters bouwen.
De Quantum-X Infiniband-schakelaars omvatten een vloeistofkoelsysteem, waardoor de siliciumfotonische chips aan boord van piekefficiëntie werken zonder oververhitting. Als gevolg hiervan beloven de nieuwe netwerkplatforms 3,5 keer betere energie-efficiëntie, 10 keer grotere netwerkbetrouwbaarheid en 63 keer sterkere signaalintegriteit, waardoor het stroomverbruik wordt verminderd en de prestaties op lange termijn worden verbeterd. Bovendien stijgen de implementatiesnelheden met 1,3 keer, waardoor deze schakelaars een effectievere oplossing zijn voor hyperscale AI -datacenters, volgens NVIDIA.
NVIDIA’s Spectrum-X Photonics Ethernet en Quantum-X Photonics Infiniband-platforms gebruiken TSMC’s Silicon Photonics Platform genaamd Compact Universal Photonic Engine (Coupe) die een 65 nm elektronisch geïntegreerd circuit (EIC) combineert met een fotonisch geïntegreerd circuit (PIC) met behulp van de SOIC-X-verpakkingstechnologie van het bedrijf. Nvidia werkte ook samen met coherente, Corning, Foxconn, Lumentum, Senko en anderen om zijn eigen siliciumfotonica -ecosysteem op te richten met een gestage supply chain waarmee NVIDIA en haar partners AI -clusters en datacenters kunnen bouwen die onmogelijk waren voordat ze eigen hardware gebruikten.
NVIDIA verwacht dat Quantum-X Infiniband-schakelaars later in 2025 worden vrijgegeven, terwijl Spectrum-X Photonics Ethernet-schakelaars in 2026 aankomen.
Hoewel deze vorderingen aanzienlijke verbeteringen beloven, is het integreren van siliciumfotonica op zo’n grootschalige schaal complex en hangt de wijdverbreide acceptatie af van organisaties die bereid zijn hun bestaande netwerkinfrastructuur te upgraden. Ondanks deze hindernissen is de Silicon Photonics -technologie van Nvidia een belangrijke stap vooruit in AI Networking. Hoewel NVIDIA toch toekomstplannen voor zijn netwerkuitrusting moet openbaren, heeft de coupé van TSMC een veelbelovende routekaart, die misschien zal worden gevolgd door Nvidia.
De volgende iteratie van Silicon Photonics van TSMC zal coupétechnologie in Cowos -verpakkingen bevatten, waardoor optica rechtstreeks worden gecombineerd met een schakelaar. Hierdoor kunnen optische verbindingen met snelheden van 6,4 TB/s worden bereikt. De derde versie is bedoeld om snelheden te pushen tot 12,8 tbc/s, die rechtstreeks in het processorpakket wordt geïntegreerd.
