NVIDIA'nın silikon fotonik ara bağlantı teknolojisi, geleneksel optik ara bağlantıların yerini almayı hedefliyor. Yeni Spectrum-X Ethernet Fotoniği, yapay zeka bilgi işlem gücünü ölçeklendirmede ne kadar büyük bir rol oynayacağının sinyallerini veriyor.
NVIDIA Fotoniği ile Enerji Verimliliğinde Çığır Açan 3.5 Kat Artış
Sektörde silikon fotonik konuşulduğunda, genellikle D2D ara bağlantılarına ve AMD veya Intel gibi donanım üreticilerinin bunu nasıl kullanacağına odaklanılır. Ancak NVIDIA'nın bu alandaki planları daha farklı.
Hot Chips 2025'te yapılan detaylı bir sunumda NVIDIA, yapay zeka fabrikalarının ölçeklendirilmesinde devasa iyileştirmeler sunan ve en önemlisi geleneksel optik ara bağlantıların yerini etkili bir şekilde almasını sağlayan yeni nesil Spectrum-X Ethernet Fotoniği ara bağlantısını tanıttı.
NVIDIA, öncelikle paketlenmiş fotoniklerin gerekliliğini ve bunun yapay zeka fabrikalarının ölçeklendirilmesine ne kadar büyük fayda sağladığını açıklıyor. Şirket, bir yapay zeka fabrikasının geleneksel bir bulut veri merkezine kıyasla yaklaşık 17 kat daha fazla optik güç tükettiğini belirtiyor. Bunun başlıca nedeni, GPU kümelerindeki artışın diğer GPU'larla iletişim kurmak için onlarca optik alıcı-vericiye ihtiyaç duyması. Bu nedenle, sadece ağ optiklerinin maliyeti, bir yapay zeka fabrikasının toplam bilgi işlem gücünün yaklaşık %10'unu oluşturuyor. NVIDIA, Spectrum-X Ethernet Fotoniği ile bu yüksek maliyeti düşürmeyi hedefliyor.
Spectrum-X Ethernet Fotoniği, 200 G/lane SerDes özelliğine sahip ilk ürün olarak öne çıkıyor. Bu, elektriksel sinyallerde en son teknoloji standardını temsil ediyor. Takılabilir alıcı-vericilere kıyasla Spectrum-X fotoniği, fotonik motor (PIC) anahtar ASIC'in hemen yanında yer aldığı için daha iyi sinyal bütünlüğü ve daha düşük DSP gereksinimleri sunuyor. Bu durum, uzun PCB izlerini ortadan kaldırarak lazer sayısında önemli bir azalma sağlıyor. Örneğin, 1.6 Tb/s'lik bir bağlantı için gereken lazer sayısı sekizden ikiye düşüyor. Bu da daha düşük güç tüketimi ve daha yüksek aktarım güvenilirliği anlamına geliyor.
NVIDIA'nın silikon fotonik çözümü, ultra yüksek 1.6T aktarım hızına sahip bir Silikon Fotonik CPO çipi içeriyor. MRM'ler (Mikro-Halka Modülatörler) sayesinde bu çözüm, daha düşük güç ve daha küçük bir ayak iziyle çok daha yüksek bant genişliği sunuyor. Daha da önemlisi, NVIDIA Fotoniği, fotonik ve elektronik katmanlar arasında 3D yığmayı destekleyen ilk çözüm olma özelliğini taşıyor. Bu, yönlendirme karmaşıklığını azaltıyor ve bant genişliği yoğunluğunu artırıyor. NVIDIA, fotonik ihtiyaçları için Tayvanlı dev şirket TSMC ile iş birliği yapıyor.
Veri merkezlerinde kullanılan NVIDIA fotoniğinin, optik standarda kıyasla 3.5 kat daha yüksek enerji verimliliği, 10 kat daha yüksek dayanıklılık ve 1.3 kat daha hızlı çalışma süresi sunduğu belirtiliyor. Bu, fotoniğin ana akım ara bağlantı haline gelmesiyle yapay zeka bilgi işlem gücünün muazzam ölçüde ölçekleneceğini gösteriyor. Şirket ayrıca, entegre fotoniğe sahip ilk tam ölçekli anahtarı olan Spectrum-6 102T'yi de sergiledi. Bu ürün, NVIDIA'nın amiral gemisi olacak ve şu özellikleri sunacak:
- 2 kat daha fazla işlem hacmi
- 63 kat daha iyi sinyal bütünlüğü
- 4 kat daha az lazer
- 1.6 kat daha yüksek bant genişliği yoğunluğu
- 13 kat daha iyi lazer güvenilirliği
- 64 ayrı alıcı-vericinin yerini alıyor
Yukarıdaki teknik detayları özetlemek gerekirse, NVIDIA Fotoniği, güç tüketimini azaltmayı, daha kolay ölçeklendirmeyi sağlamayı ve en önemlisi fotonların gücünden yararlanarak ara bağlantı sürecini hızlandırmayı amaçlıyor. Paketlenmiş silikon optikler, ISO gücü altında 3 kat daha fazla GPU desteği ve toplam lazer sayısında yaklaşık 4 kat azalma sağlıyor. Bu da, güç tüketiminin önemli bir kısmının ağlardan gemideki gerçek GPU kümelerine kaydırılması anlamına geliyor ve bu da performans artışı sağlıyor.
