- NVIDIA と Cisco が共同開発した USFP モジュールは 12.8 Tbps の帯域幅を提供する。
- このモジュールは、AI モデルの実行を支援するため、大規模計算施設向けに設計されている。
- USFP モジュールは、電力効率と信号品質を向上させる新技術を採用している。
- 両社はオープンな業界規格を確立し、マルチベンダーの協力を促進する計画だ。
NVIDIA と Cisco は、最大 12.8 兆ビット/秒 (Tbps) の容量を提供する新型光モジュールを発表した。このモジュールは、既存のチャネルあたり 200 ギガビット/秒技術の 4 倍の帯域幅密度を持つ。Ultra-Dense Small Form Factor Pluggable (USFP) と名付けられたこのモジュールは、チャネルあたり 400 ギガビット/秒 (Gbps) の電気信号での動作をサポートすることを目的としている。両社によると、このモジュールの電力効率は、現行のチャネルあたり 200Gbps のプラグアブルモジュールより約 30% 高いという。
AI 向けの新技術
この技術は主に、人工知能モデルの訓練と実行を必要とする大規模計算施設を対象としている。これらのシステムでは、数千のプロセッサが膨大なデータを交換する必要があり、それらを接続するネットワークに対する需要が増大している。
NVIDIA と Cisco は、コネクタメーカーの TE Connectivity と Amphenol とともに USFP を共同開発しており、複数のベンダーが互換性のあるモジュールを製造できる共通のハードウェア標準を確立する計画だ。商業リリースの時期はまだ発表されていない。
チャネル数を増やすことで帯域幅を強化し、最初に計画されている USFP トランシーバーは、既存の 8 チャネル小型フォームファクタプラガブル (OSFP) トランシーバーとほぼ同じサイズのモジュールに 16 個の全二重チャネルを搭載する。全二重とは、各チャネルが同時にデータを送受信できることを意味する。チャネル数とチャネルあたりの帯域幅を増やすことで、この設計は既存のチャネルあたり 200Gbps モジュールの 4 倍の帯域幅密度を提供することを目指している。これにより、事業者は既存のスイッチインフラストラクチャを通じてより多くの計算システムを接続できるようになり、追加のネットワーク層を必要としなくなる。
モジュールの設計と性能
追加のスイッチと光接続は、レイテンシ、消費電力、運用コストを増加させる可能性がある。両社によると、USFP は 1.6 Tbps のネットワークエンドポイントをサポートしながら、全体のアーキテクチャを 12.8 Tbps まで拡張できる。将来のバージョンでは、32 個の全二重チャネル以上に拡張される可能性がある。重要な設計変更の 1 つは、二次元コネクタアレイと 2 段階の挿入機構の採用だ。高速電気接点はモジュール挿入後にのみ接触するため、接点の摩耗を減らし、信号品質を維持するのに役立つ。このコネクタは、既存のチャネルあたり 200Gbps の速度における電気性能の向上も意図している。
USFP は、別途冷却回路を必要とせずに最大 100 ワットの電力を放散するように設計されており、これによりスイッチの構築を簡素化しながら、より高帯域幅の光接続から発生する熱を処理できる。このアーキテクチャはまた、信号処理を簡素化する光学設計をサポートしており、消費電力と通信レイテンシを削減する可能性がある。NVIDIA のシニアバイスプレジデントである Gilad Shainer 氏は、「世界最大の AI 工場を構築するには、まず最小の接続を見直すことから始める必要がある」と述べている。
モジュール式設計の利点
両社は、既存の光トランシーバーの交換可能なモジュール式設計を維持する意向であり、これにより事業者は機器の設置やメンテナンス方法を根本的に変えることなくネットワークハードウェアをアップグレードできる。この協力は、NVIDIA の Spectrum-X イーサネットネットワーク技術と Cisco の Silicon One ネットワークシステムに基づいており、両社はこれらの統合に取り組んできた。TE Connectivity と Amphenol は、USFP のコネクタ、筐体、モジュールの開発に参加し、今後さらに多くのメーカーが加わる見込みだ。
NVIDIA と Cisco はまた、コミュニティ主導のマルチソースプロジェクトを通じてオープンな業界規格を確立する計画だ。現時点では、発表された帯域幅と効率の向上は設計目標にとどまっており、両社は独立したテスト結果、生産量、計画モジュールの価格を公表していない。
USFP モジュールがデータセンターの革新を推進
NVIDIA と Cisco の USFP モジュールは、データセンター技術における重要な進歩を示している。人工知能計算への需要が高まる中、このモジュールは帯域幅密度を向上させるだけでなく、電力効率も改善しており、インフラストラクチャコストを増やさずにネットワーク能力を拡張したい事業者にとって重要な意味を持つ。このモジュールの設計は既存機器との互換性を考慮しており、事業者がより容易にシステムをアップグレードできるようになるため、データセンターのモダナイゼーションを加速させることになる。