«Больше вычислений на том же месте»: NVIDIA и Cisco представили USFP — оптический модуль на 400 Гбит/с на линию

Что заявлено

USFP описан как первый модуль, рассчитанный на электрические сигналы 400 Гбит/с на линию, — это должно позволить строителям AI-фабрик перейти с 200 Гбит/с на линию на 400 Гбит/с в Ethernet-фабриках, не переделывая инфраструктуру дата-центра. Логика анонса простая: по мере роста моделей и спроса на инференс AI-фабрикам нужно соединять больше вычислительных систем, а значит — больше полосы на соединение и больше соединений на коммутатор; когда коммутатор исчерпан, дальнейшее расширение требует дополнительных слоёв сети и оптических линков и повышает задержку, энергопотребление и стоимость.

Числа, которыми оперирует анонс: 12.8 Тбит/с суммарной ёмкости на USFP, 16 полнодуплексных линий в корпусе размера OSFP с расширением до 32 линий и более в будущем, четырёхкратная плотность полосы пропускания и примерно 1.3-кратная энергоэффективность относительно сменных модулей на 200 Гбит/с на линию. Удвоив и число линий, и полосу на линию, USFP должен дать возможность подключать больше 1.6-терабитных endpoints без добавления сетевых уровней. В сравнении с сопоставимым по размеру модулем OSFP заявлены четырёхкратная полоса и четырёхкратная плотность полосы на передней панели.

Что внутри модуля

Модуль опирается на новый двумерный матричный разъём с двухступенчатой установкой: высокоскоростные контакты замыкаются уже после того, как модуль вставлен. По заявлению компаний, это снижает износ контактов, улучшает целостность сигнала и делает усилие вставки более предсказуемым. Разъём рассчитан на 400 Гбит/с, поэтому позволяет наращивать число линий до 32 полнодуплексных и более, а на 200 Гбит/с на линию показывает улучшенные характеристики.

По теплу USFP поддерживает рассеивание до 100 Вт без отдельного выделенного контура охлаждения внутри трансивера — это должно упростить конструкцию коммутатора и повысить надёжность. Оптические схемы во всех конфигурациях USFP, по описанию компаний, снижают задержку и энергопотребление за счёт упрощения обработки сигнала, а поддержка широкого набора оптических технологий и дистанций связи даёт проектировщикам гибкость под конкретные задачи развёртывания. Общий смысл конструкции — сохранить зрелые свойства сменной оптики: сервисопригодность, гибкость развёртывания и предсказуемость производства.

Экосистема и цитаты

Модуль не выходит в одиночку: NVIDIA и Cisco работают с TE Connectivity и Amphenol, которые должны делать корпуса, разъёмы и модули, а других партнёров компании ждут позже. Общая форма даёт поставщикам единую основу для высокоплотной сменной инфраструктуры под фабрики на 400 Гбит/с на линию. Работа продолжает уже существующее сотрудничество двух компаний по совместимости Ethernet-сети NVIDIA Spectrum-X и сетей на базе Cisco Silicon One — для предприятий, neocloud-провайдеров и суверенных облаков. Открытую отраслевую спецификацию USFP NVIDIA и Cisco планируют создать в рамках отдельного community-led multi-source проекта.

«Создание крупнейших в мире AI-фабрик начинается с переосмысления самых маленьких соединений. С USFP NVIDIA и Cisco строят экосистему, чтобы переизобрести сменную оптику — соединяя больше вычислений с большей эффективностью, чтобы питать AI-фабрики следующего поколения», — говорит Гилад Шайнер (Gilad Shainer), старший вице-президент NVIDIA.

Билл Гартнер (Bill Gartner), старший вице-президент и генеральный менеджер подразделения оптических систем и оптики Cisco, формулирует проблему со стороны операционной модели: «Строителям ИИ нужна архитектура межсоединений, которая наращивает производительность, не запирая их в более сложную операционную модель. Cisco и NVIDIA поняли, что масштабирование сменной оптики до 400 Гбит/с на линию потребует большего, чем очередное инкрементальное расширение нынешних конструкций модулей». По его словам, USFP должен дать новый уровень плотности полосы, сохранив сервисопригодность, гибкость развёртывания и операционную простоту сменной оптики, а подход по всему стеку — от кремния и систем до оптики и сетевой операционной системы — позволяет оптимизировать каждый уровень под требования сетей следующего поколения.

Чего в анонсе нет

Формулировка «объявили о планах» здесь ключевая: дат поставок, цен, объёмов и подтверждённых заказчиков в релизе нет — есть только описание конструкции, заявленные характеристики и список участников экосистемы. Открытая спецификация USFP тоже отнесена в будущее: компании лишь планируют создать её в рамках community-led multi-source проекта, то есть на момент публикации такого документа ещё не существует.

Все характеристики — заявленные самими компаниями: в релизе нет ни протоколов испытаний, ни результатов независимых замеров, ни данных о том, на каком оборудовании получены сравнения с модулями на 200 Гбит/с на линию. Раздел пресс-релиза Cisco, размещённый в том же анонсе, отдельно оговаривает, что материал может содержать прогнозные заявления, подпадающие под safe harbor, и относит к ним в том числе создание USFP MSA и ожидаемые выгоды от этого.

Наконец, анонс — про следующий шаг, а не про сегодняшнюю сеть: USFP описывается как форма, рассчитанная на 400 Гбит/с на линию, тогда как нынешние развёртывания работают на 200 Гбит/с на линию, и именно поэтому в тексте постоянно подчёркивается сохранение существующей модели развёртывания и совместимость с ней. Сроков квалификации у операторов, готовности производителей к массовому выпуску и появления первых AI-фабрик на USFP в релизе нет.