Santa Clara, California, EE.UU.– NVIDIA y Cisco anunciaron hoy sus planes para desarrollar Ultra-Dense Small Form Factor Pluggable (USFP), un nuevo módulo óptico de alta densidad, diseñado para operar a 400 Gb/s por carril y equipar el ecosistema de hardware de la próxima generación de fábricas de IA que utilizan transceptores conectables.
A medida que crecen los modelos de IA y aumenta la demanda de inferencia, las fábricas de IA necesitan conectar más sistemas de cómputo y, al mismo tiempo, gestionar la complejidad de las redes, el consumo energético y los costos. Transmitir más datos por vatio y por conmutador permite a los operadores aprovechar mejor sus inversiones en infraestructura.
Ampliar las fábricas de IA exige más ancho de banda por conexión y más conexiones por conmutador. Cuando un conmutador alcanza su capacidad máxima, la expansión de la red puede requerir capas adicionales de conmutadores y enlaces ópticos, lo que incrementa la latencia, el consumo energético y los costos.
USFP está diseñado para permitir que los desarrolladores de fábricas de IA amplíen sus redes Ethernet para IA, pasando de 200 Gb/s a 400 Gb/s por carril, y manteniendo un modelo de implementación cuya eficacia ha sido demostrada a gran escala durante varias generaciones de redes para centros de datos. Con USFP, los clientes podrán adoptar tecnología óptica de nueva generación y satisfacer las exigencias de rendimiento de las cargas de trabajo de IA sin tener que renovar por completo la infraestructura de sus centros de datos.
Los primeros transceptores basados en USFP previstos integrarán 16 carriles de comunicación dúplex completo en un formato físico del tamaño de un módulo OSFP (Octal Small Form-factor Pluggable), compatible tanto con conmutadores como con SuperNIC, tarjetas de interfaz de red de alto rendimiento diseñadas para cargas de trabajo de IA. En el futuro, el diseño podrá ampliarse a 32 carriles o más.
Al duplicar tanto el número de carriles como el ancho de banda por carril, USFP permite que las redes para IA conecten más dispositivos con una capacidad de 1,6 Tb/s sin añadir niveles adicionales a la red. Los clientes podrán alcanzar una capacidad total de 12,8 Tb/s con USFP.
En comparación con un módulo del tamaño de OSFP, USFP ofrece cuatro veces más ancho de banda y densidad de ancho de banda en el panel frontal, además de una eficiencia energética aproximadamente 1,3 veces superior a la de los módulos conectables que operan a 200 Gb/s por carril. Esto significa que los desarrolladores de fábricas de IA podrán aumentar su capacidad de cómputo dentro del mismo espacio físico de red y reducir la proporción del presupuesto energético total de la fábrica destinada a las redes.
«La construcción de las fábricas de IA más grandes del mundo comienza por replantearnos las conexiones más pequeñas», afirmó Gilad Shainer, vicepresidente sénior de NVIDIA. «Con USFP, NVIDIA y Cisco están construyendo un ecosistema para reinventar la óptica conectable: conectar más capacidad de cómputo con mayor eficiencia para impulsar la próxima generación de fábricas de IA».
«Los desarrolladores de IA necesitan una arquitectura de interconexión que permita escalar el rendimiento sin obligarlos a adoptar un modelo operativo más complejo», afirmó Bill Gartner, vicepresidente sénior y director general de Sistemas Ópticos y Óptica de Cisco. «Cisco y NVIDIA reconocieron que ampliar la óptica conectable hasta 400 Gb/s por carril requeriría algo más que una mejora incremental de los diseños de módulos actuales. Gracias a nuestra colaboración, USFP está diseñado para ofrecer un nuevo nivel de densidad de ancho de banda, preservando al mismo tiempo la facilidad de mantenimiento, la flexibilidad de implementación y la sencillez operativa de la óptica conectable. Al adoptar un enfoque integral de toda la infraestructura tecnológica —desde el silicio y los sistemas hasta la óptica y el sistema operativo de red— podemos optimizar cada capa para ofrecer el rendimiento y la escala que necesitará la próxima generación de redes de IA».
Más infraestructura de IA con cada conmutador
Diseñado para señales eléctricas de 400 Gb/s por carril, USFP utiliza un nuevo conector de matriz bidimensional con un mecanismo de inserción en dos etapas. Este activa los contactos de alta velocidad una vez insertado el módulo, lo que reduce el desgaste de los contactos, mejora la integridad de la señal y hace más predecible la fuerza necesaria para insertarlo.
La tecnología del conector permite aumentar en el futuro el número de carriles hasta 32 carriles de comunicación dúplex completo o más. Como el conector está diseñado para ofrecer un rendimiento de 400 Gb/s, también mejora el desempeño cuando opera a 200 Gb/s por carril.
USFP admite una disipación de potencia de hasta 100 vatios sin necesidad de incorporar un circuito de refrigeración integrado, independiente y dedicado dentro del transceptor. Esto reduce la complejidad del diseño de los conmutadores y mejora la fiabilidad.
En conjunto, estas capacidades permiten desarrollar redes con mayor ancho de banda, preservando la madurez de los procesos de implementación, mantenimiento y fabricación de los transceptores conectables existentes.
Todas las configuraciones de USFP admiten diseños ópticos que reducen la latencia y el consumo energético mediante la simplificación del procesamiento de señales. La compatibilidad con una amplia variedad de tecnologías ópticas y distancias de conexión ofrece a los diseñadores de sistemas la flexibilidad necesaria para satisfacer las necesidades específicas de cada implementación de una fábrica de IA.
Un ecosistema de hardware para las fábricas de IA de próxima generación
NVIDIA y Cisco colaboran con TE Connectivity y Amphenol para desarrollar las jaulas de montaje, los conectores y los módulos de USFP, y se espera que se incorporen otros socios.
Este formato común proporciona a los proveedores una base compartida para desarrollar infraestructura conectable de alta densidad destinada a redes que operan a 400 Gb/s por carril, con el objetivo de construir un ecosistema sólido para los desarrolladores de fábricas de IA.
Esta colaboración se basa en el trabajo que NVIDIA y Cisco ya realizan para garantizar que las redes Ethernet NVIDIA Spectrum-X™ y las redes Ethernet basadas en Cisco Silicon One funcionen conjuntamente de forma fluida. El objetivo es simplificar la implementación de infraestructura de IA para empresas, proveedores de servicios de nube especializados en IA (neoclouds) y nubes soberanas.
NVIDIA y Cisco tienen previsto crear una especificación industrial abierta para USFP mediante un próximo proyecto de múltiples proveedores dirigido por la comunidad.
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