NVIDIA chính thức sản xuất hàng loạt Spectrum-X: Switch CPO 200G/lane đầu tiên trên thế giới

Theo tin từ IT ngày 15 tháng 8, tài khoản chính thức @NVIDIAAIInfra của NVIDIA đã đăng tải thông báo trên nền tảng X vào ngày hôm qua (14 tháng 8), chính thức công bố việc đưa Spectrum-X Ethernet Photonics vào sản xuất hàng loạt. Đây là hệ thống chuyển mạch Ethernet sử dụng công nghệ đóng gói quang học đồng bộ (CPO) 200G/lane đầu tiên trên thế giới được sản xuất thương mại.

Ghi chú của IT: G/lane là chỉ số kỹ thuật cốt lõi trong lĩnh vực truyền thông tốc độ cao, thiết kế chip và trung tâm dữ liệu, dùng để đo lường tốc độ truyền dữ liệu trên mỗi kênh (Lane) vật lý, biểu thị số Gigabits (Gb) dữ liệu có thể truyền tải mỗi giây.

Về kịch bản ứng dụng, NVIDIA cho biết dòng switch này chủ yếu hướng đến các cụm huấn luyện và suy luận AI quy mô lớn. Khi các nhà máy AI mở rộng, các máy chủ với mật độ GPU dày đặc cần trao đổi dữ liệu thường xuyên ở băng thông cao.

Về truyền dẫn, các mạng truyền thống thường cắm các module quang độc lập vào bảng điều khiển của switch. Module quang sẽ chuyển đổi tín hiệu điện thành tín hiệu quang, truyền qua cáp quang rồi chuyển ngược lại thành tín hiệu điện. Giải pháp này làm tăng mức tiêu thụ điện năng, nhiệt lượng và các điểm lỗi tiềm ẩn.

Spectrum-X Ethernet Photonics tích hợp động cơ quang học và chip chuyển mạch trong cùng một module. Việc tạo và chuyển đổi tín hiệu quang diễn ra gần với ASIC chuyển mạch chịu trách nhiệm chuyển tiếp gói tin, giúp rút ngắn đường truyền tín hiệu điện.

Cốt lõi của hệ thống là một module đa chip, tích hợp song song hàng trăm động cơ quang silicon bên trong. Mỗi động cơ có thể xử lý nhiều kênh tốc độ cao và chuyển đổi tín hiệu điện từ ASIC chuyển mạch thành tín hiệu quang. NVIDIA cho biết cách bố trí này giúp giảm tổn thất năng lượng, duy trì chất lượng tín hiệu, đồng thời giảm điện trở và mức tiêu thụ điện năng phát sinh do tản nhiệt.

Kiến trúc này cũng di chuyển các laser ra khỏi bộ thu phát đơn lẻ, thay vào đó sử dụng các module nguồn laser bên ngoài để cung cấp ánh sáng đồng nhất cho nhiều động cơ quang học. NVIDIA cho biết thiết kế này chỉ cần số lượng laser bằng 1/4 so với các giải pháp trước đây. Khi số lượng laser giảm, mức tiêu thụ điện năng, nhiệt lượng và các linh kiện có khả năng hỏng hóc của hệ thống cũng giảm tương ứng.

So với các mạng sử dụng module quang cắm truyền thống, NVIDIA cho biết mức tiêu thụ điện năng giảm xuống còn 1/5, thời gian vận hành không gián đoạn cho các ứng dụng AI có thể kéo dài gấp 5 lần và thời gian trung bình giữa các sự cố (MTBF) có thể tăng gấp 10 lần.

Về phần cứng, SN6810 có thể cấu hình 128 cổng 800 Gb/s trong khung máy làm mát bằng chất lỏng 2U, với tổng khả năng chuyển mạch đạt 102.4 Tb/s.

Dòng SN6800 lớn hơn tích hợp 4 chip ASIC trong hệ thống 5U, cung cấp khả năng chuyển mạch 409.6 Tb/s, hỗ trợ 512 cổng 800 Gb/s hoặc hơn 2.000 cổng 200 Gb/s.

Trong khâu sản xuất, các động cơ quang học được hàn trực tiếp lên đế module, quy trình này có thể tích hợp vào các dây chuyền sản xuất hàng loạt thông thường. Đầu nối sợi quang phía trên được sử dụng để kết nối sợi quang với độ chính xác cao.

TSMC chịu trách nhiệm về công nghệ quang silicon, SPIL phụ trách đóng gói và kiểm thử cấp chip, Lumentum và TFC cung cấp các linh kiện laser, còn Foxconn chịu trách nhiệm phát triển hệ thống switch hoàn chỉnh. NVIDIA thực hiện kiểm tra cuối cùng trước khi xuất xưởng tại các cơ sở của riêng mình và hiện đã bắt đầu sản xuất toàn diện.