NVIDIA و Cisco تطوران وحدة ضوئية جديدة ترفع عرض نطاق مراكز البيانات إلى 12.8 Tbps

أعلنت NVIDIA و Cisco عن خطة لإطلاق وحدة ضوئية جديدة توفر سعة تصل إلى 12.8 تيرابت في الثانية (Tbps)، وتتمتع بكثافة عرض نطاق تبلغ أربعة أضعاف تقنية 200 جيجابت في الثانية لكل قناة الحالية. وتُدعى هذه الوحدة Ultra-Dense Small Form Factor Pluggable (USFP)، وتهدف إلى دعم تشغيل إشارات كهربائية بسرعة 400 جيجابت في الثانية (Gbps) لكل قناة. وأفادت الشركتان بأن كفاءة طاقة الوحدة قد تتفوق بنحو 30% على الوحدات القابلة للتركيب الحالية بسرعة 200 Gbps لكل قناة.

تقنية جديدة موجهة للذكاء الاصطناعي

تستهدف هذه التقنية في المقام الأول مرافق الحوسبة واسعة النطاق التي تحتاج إلى تدريب نماذج الذكاء الاصطناعي وتشغيلها، إذ تتطلب هذه الأنظمة آلاف المعالجات لتبادل كميات هائلة من البيانات، مما يفرض متطلبات متزايدة على الشبكات التي تربطها.

تطور NVIDIA و Cisco وحدة USFP بالتعاون مع مصنعي الموصلات TE Connectivity و Amphenol، وتخططان لإرساء معيار أجهزة مشترك يتيح لموردين متعددين إنتاج وحدات متوافقة. ولم تعلن الشركتان بعد عن موعد طرح تجاري.

من خلال زيادة عدد القنوات، ستجمع الدفعة الأولى المخططة من أجهزة الإرسال والاستقبال USFP ما يصل إلى 16 قناة ثنائية الاتجاه كاملة (full-duplex) في وحدة بحجم يقارب حجم أجهزة الإرسال والاستقبال الصغيرة القابلة للتركيب ذات الثماني قنوات (OSFP) الحالية. وتعني ثنائية الاتجاه الكاملة أن كل قناة يمكنها الإرسال والاستقبال في آن واحد. وبزيادة عدد القنوات وعرض نطاق كل قناة، يهدف التصميم إلى توفير كثافة عرض نطاق تبلغ أربعة أضعاف الوحدات الحالية بسرعة 200 Gbps لكل قناة. وسيمكن ذلك المشغلين من ربط المزيد من أنظمة الحوسبة عبر البنية التحتية للمبدلات الحالية دون الحاجة إلى إضافة طبقات شبكة إضافية.

تصميم الوحدة وأداؤها

قد تؤدي المبدلات الإضافية والوصلات الضوئية إلى زيادة زمن الوصول واستهلاك الطاقة والتكاليف التشغيلية. وتفيد الشركتان بأن وحدة USFP قادرة على دعم نقاط نهاية شبكة بسرعة 1.6 Tbps، مع توسيع المعمارية الإجمالية إلى 12.8 Tbps. وقد تتوسع الإصدارات المستقبلية إلى 32 قناة ثنائية الاتجاه كاملة أو أكثر. ومن التغييرات الهندسية الرئيسية اعتماد مصفوفة موصلات ثنائية الأبعاد وآلية تركيب على خطوتين، إذ لا تلامس نقاط التوصيل الكهربائية عالية السرعة إلا بعد إدخال الوحدة بالكامل، مما يساعد على تقليل تآكل نقاط التوصيل والحفاظ على جودة الإشارة. كما صُمم الموصل لتحسين الأداء الكهربائي عند سرعات 200 Gbps الحالية لكل قناة.

صُممت وحدة USFP لتبديد ما يصل إلى 100 واط من الطاقة دون الحاجة إلى دوائر تبريد منفصلة، مما قد يبسط بناء المبدلات مع القدرة على التعامل مع الحرارة الناتجة عن الوصلات الضوئية ذات عرض النطاق الأعلى. كما تدعم المعمارية تصميمًا ضوئيًا مبسطًا لمعالجة الإشارة، مما قد يقلل استهلاك الطاقة وزمن وصول الاتصالات. وقال جيلاد شاينر، نائب الرئيس الأول في NVIDIA: "بناء أكبر مصانع الذكاء الاصطناعي في العالم يتطلب أولاً إعادة التفكير في أصغر الوصلات".

مزايا التصميم المعياري

تنوي الشركتان الحفاظ على التصميم المعياري القابل للاستبدال لوحدات الإرسال والاستقبال الضوئية الحالية، مما يتيح للمشغلين ترقية أجهزة الشبكة دون تغيير جذري في طرق تركيب المعدات أو صيانتها. ويستند هذا التعاون إلى تقنية شبكة Spectrum-X الإيثرنت من NVIDIA وأنظمة شبكة Silicon One من Cisco، اللتين تعمل الشركتان على دمجهما. وستشارك TE Connectivity و Amphenol في تطوير موصلات USFP وغلافها ووحداتها، ومن المتوقع انضمام المزيد من المصنعين.

تخطط NVIDIA و Cisco أيضًا لإرساء مواصفات صناعة مفتوحة من خلال مشروع متعدد المصادر تقوده المجتمع. ولا تزال الزيادات المعلنة في عرض النطاق وكفاءة الطاقة مجرد أهداف تصميمية، إذ لم تكشف الشركتان بعد عن نتائج اختبارات مستقلة، أو أحجام إنتاج، أو تسعير للوحدات المخططة.

وحدة USFP تدفع ثورة مراكز البيانات

تمثل وحدة USFP من NVIDIA و Cisco خطوة مهمة في تكنولوجيا مراكز البيانات. ومع تزايد الطلب على حوسبة الذكاء الاصطناعي، لا ترفع هذه الوحدة كثافة عرض النطاق فحسب، بل تحسن أيضًا كفاءة الطاقة، وهو ما يكتسي أهمية كبيرة للمشغلين الراغبين في توسيع قدرات شبكاتهم دون زيادة تكاليف البنية التحتية. وقد روعي في تصميم الوحدة التوافق مع المعدات الحالية، مما سيمكن المشغلين من ترقية أنظمتهم بسهولة أكبر، وبالتالي تسريع عملية تحديث مراكز البيانات.