NVIDIA, NVIDIA Quantum ve NVIDIA Spectrum anahtar entegre devreleriyle doğrudan silikon fotoniği birleştirerek devrim niteliğinde bir yenilik yapıyor. GTC 2025’te, gelişmiş 200G SerDes teknolojisiyle desteklenen dünyanın en ileri silikon fotonik anahtar sistemlerini tanıttık. Bu yenilik, co-packaged silicon photonics yani pakette birlikte sunulan silikon fotoniği olarak biliniyor ve geleneksel takılabilir optik alıcı-vericilere göre 3.5 kat daha düşük güç tüketimi, azaltılmış gecikme ve büyük ölçüde iyileştirilmiş ağ dayanıklılığı gibi önemli avantajlar sunuyor – bu da geniş çaplı AI model geliştirme ve çıkarımını hızlandırmak için kritik öneme sahip.
Co-packaged silikon fotoniği nedir?
Co-packaged silikon fotoniği, donanım entegrasyonunda bir evrimdir. Silikon fotoniği optik alıcı-vericilerin doğrudan anahtar entegre devreleriyle aynı pakette yer alması sayesinde NVIDIA şu avantajları sağlıyor:
- Paket içindeki silikon fotoniği ile güç tüketimini azaltma: Bu teknoloji, geleneksel takılabilir alıcı-vericilere göre güç tüketimini 3.5 kat azaltır. Hacimli dış DSP’lerin ortadan kalkması ve sinyal yolunun inçlerden milimetrelere düşmesi, enerji verimliliğini artırır. Sonuç olarak, daha yoğun ve sürdürülebilir AI altyapıları hızla daha fazla bilgi sunar ve yeni nesil otonom AI taleplerini karşılayacak şekilde ölçeklenebilir.
- Parça sayısını azaltma: Daha az parça, daha basit üretim ve daha az arıza noktası demektir. Optik bileşenlerin paketin içine entegre edilmesi, geleneksel alıcı-verici sistemlerinde karşılaşılan birçok küçük parçanın tedarik edilmesi, birleştirilmesi ve test edilmesi gibi karmaşayı azaltır.
- Performansı artırma: Optik bileşenlerin entegrasyonu ile, anahtar ASIC ile optik alıcı-vericiler arasındaki bağlantılar IC paketleme seviyesinde tasarlanır, birleştirilir ve test edilir. Bu, sinyal bozulmasının kaynaklarını ortadan kaldırır ve geleneksel olarak gecikmeye neden olan ayrı dijital sinyal işlemcilerine (DSP’ler) olan ihtiyacı ortadan kaldırır.
- Veri merkezi operasyonlarını basitleştirme: Basit bir yapı, daha hızlı kurulum ve daha kolay bakım sağlar.
NVIDIA silikon fotoniği tabanlı anahtarların temel avantajları
NVIDIA’nın fotonik ağ anahtarlarının modern veri merkezlerine sağladığı belirgin avantajlardan bazıları şunlardır:
Daha düşük güç tüketimi
Geleneksel alıcı-vericiler DSP’ler kullandığından, bu süreçte önemli bir enerji tüketimi gerçekleşir. Örneğin, 1.6 Tbps’lik bir alıcı-verici yaklaşık 30 watt güç tüketirken, bu güç tüketiminin yarısından fazlası DSP’lere aittir.
NVIDIA’nın entegre silikon fotoniği ile, AI veri merkezleri için geleneksel alıcı-vericilere göre 3.5 kat daha fazla güç tasarrufu sağlanıyor. Bu, uzun vadede büyük tasarruflar anlamına geliyor.
Artan ağ sürekliliği ve güvenilirlik
Geleneksel bir alıcı-verici arızalandığında, sorunları çözmek için saatler süren manuel müdahale gerektirebilir. Buna karşın, co-packaged silikon fotoniği daha basit bir tasarımla daha az bileşen kullanarak, alıcı-verici arızalarının olasılığını önemli ölçüde azaltır. Bu entegre tasarım, AI veri merkezinde kesintisiz çalışmayı sağlamak için kritik olan ağ dayanıklılığını artırarak, kesintileri minimize eder.
Daha düşük gecikme ve geliştirilmiş sinyal bütünlüğü
NVIDIA Silikon Fotoniği, optik sinyali doğrudan anahtar IC paketi içine entegre ederek, bileşen sayısını azaltır ve sinyal yolunu önemli ölçüde kısaltır. Geleneksel alıcı-verici tabanlı anahtarlarda, sinyaller baskılı devre kartları veya bakır teller üzerinden 14-16 inç mesafe kat etmek zorundadır, bu da sinyal bozulma riskini artırır. Silikon fotoniğinde ise sinyal yolu yarım inçten daha kısa olup, bu riski oldukça azaltır.
Ayrıca, alıcı-verici tabanlı anahtarlar, sinyal bozulmalarını gidermek için DSP’lere dayanır ki bu da önemli gecikmelere yol açar. Silikon fotoniği doğrudan anahtar IC’ye entegre ederek, bu ek işleme süreci ortadan kaldırılır ve daha etkili bir ağ yapısı sağlanır.
Daha hızlı kurulum
Co-packaged silikon fotoniği ile sistemin kurulumu, “paketten çıkar ve kur” sürecine dönüşerek, takılabilir alıcı-vericiler ile karşılaştırıldığında 1.3 kat daha hızlı kuruluma imkan tanır.
Kolay alan hizmeti
Bir arıza meydana geldiğinde, tasarım en çok arıza yapma eğiliminde olan bileşenleri – lazerleri – kolay erişilebilir dış lazer kaynaklı (ELS) takılabilir OSFP modülleri üzerinde konumlandırarak, hızlı tanı ve kolay değişim olanağı sağlar.
Yenilik hikayesi: İşbirlikleri ve atılımlar
Co-packaged silikon fotoniğinin geliştirilmesi, yıllar süren bir çalışmanın ürünüdür. Dört yıl süren bu süreçte yüzlerce patent ve ekosistem yenilikçileriyle yapılan işbirlikleri önemli rol oynamıştır.
NVIDIA, 2016’dan bu yana sürekli olarak teknoloji sınırlarını zorlamakta ve AI ağları için gereken en sıkı endüstri teknik spesifikasyonlarını belirlemektedir.
Silikon fotoniği CPO üretimi, paketi ve testi
- TSMC: TSMC silikon fotoniği Compact Universal Photonic Engine (COUPE) süreci, elektronik entegre devreleri (EIC) ile silikon fotonik entegre devreleri (PIC) 3D çip üstüne çip ve çip yığma paketleme teknolojilerini kullanarak entegre eder.
- SPIL: SPIL, NVIDIA CPO çoklu çip modülü için karmaşık entegre montajları, wafer bumping, wafer test, montaj ve test süreçlerinde tanınan bir markadır.
ELS lazerleri ve alt montajlar
- Lumentum, Sumitomo ve Coherent: Bu tedarikçiler, silikon fotoniği motoru ile ELS montajı, optik hizalama ve testi sağlar.
Optik fiber, konektörler ve mikro-optikler
- Browave, Corning, Senko, TFC İletişim ve Coherent: Bu alanında uzman firmalar, ELS lazerlerini silikon fotoniği motoruna bağlayarak veri çıkışını ön panelde sağlamak için optik konektörler ve fiber montajları ile birlikte çalışır.
Anahtar paketlemesi
- Foxconn ve Fabrinet: Bu ortaklar, sistem seviyesi CPO montajı ve testi konusunda uzmanlık sağlarlar, ayrıca anahtar-CPO montajlarını anahtar sistem gövdesine entegre etme sürecinde de görev alırlar.
Sonuç
NVIDIA’nın silikon fotoniği tabanlı ağ anahtarları, veri merkezi ağlarında devrim niteliğinde bir değişim yaratıyor. Optik alıcı-vericileri anahtar IC’leriyle entegre ederek, bu yenilik 3.5 kat daha düşük güç tüketimi, minimal gecikme ve benzeri görülmemiş bir ağ dayanıklılığı sunuyor. Hızlı kurulum, basitleştirilmiş tasarım ve artırılmış uptime ile NVIDIA, sadece yeni bir endüstri standartı oluşturmakla kalmıyor; aynı zamanda yüksek hızlı, sürdürülebilir ve ölçeklenebilir veri merkezi altyapısının geleceğini yeniden tanımlıyor. Bu, verimliliğin performansla buluştuğu yeni bir çağın başlangıcıdır ve AI gelişmelerini hızlandırarak veri merkezi manzarasını gelecek nesiller için şekillendiriyor.
Gelecek teknolojilerin itici güçleri hakkında daha fazla bilgi edinmek için bizi izlemeye devam edin!
Detaylar için NVIDIA Silikon Fotoniği‘yi öğrenin.
