شرکت‌های انویدیا و سیسکو از برنامه مشترک خود برای توسعه یک ماژول نوری کوچک و قابل تعویض خبر داده‌اند که می‌تواند پهنای باند شبکه مراکز داده را بدون نیاز به افزودن لایه‌های سخت‌افزاری جدید چهار برابر کند.
به گزارش سرویس اینترنت و شبکه تک‌ناک ، این فناوری با نام Ultra-Dense Small Form Factor Pluggable یا USFP شناخته می‌شود و از سیگنال‌های الکتریکی با سرعت ۴۰۰ گیگابیت‌برثانیه در هر مسیر ارتباطی پشتیبانی خواهد کرد.
طراحی جدید در مقایسه با ماژول‌های فعلی که از سرعت ۲۰۰ گیگابیت‌برثانیه در هر مسیر پشتیبانی می‌کنند، چهار برابر تراکم پهنای باند بیشتری ارائه می‌دهد. همچنین شرکت‌های توسعه‌دهنده پیش‌بینی کرده‌اند که بهره‌وری انرژی این فناوری حدود ۳۰ درصد افزایش یابد.
این ماژول برای مراکز داده بزرگی طراحی شده است که وظیفه آموزش و اجرای مدل‌های هوش مصنوعی را بر عهده دارند. چنین مراکزی از هزاران پردازنده استفاده می‌کنند که باید حجم عظیمی از اطلاعات را با سرعت بالا میان یکدیگر مبادله کنند. افزایش تعداد پردازنده‌ها و حجم داده‌ها، نیاز به شبکه‌های ارتباطی پرظرفیت‌تر را بیشتر کرده است.
انویدیا و سیسکو برای توسعه این فناوری با شرکت‌های TE Connectivity و Amphenol همکاری می‌کنند. هدف این همکاری، ایجاد استاندارد سخت‌افزاری مشترکی است که تولیدکنندگان مختلف بتوانند بر اساس آن ماژول‌های سازگار تولید کنند.
طراحی جدید مسیرهای ارتباطی
نخستین ماژول نوری USFP قرار است ۱۶ مسیر ارتباطی تمام‌دوطرفه را در بدنه‌ای تقریبا هم‌اندازه فرستنده‌گیرنده‌های OSFP فعلی جای دهد. ارتباط تمام‌دوطرفه به این معنا است که هر مسیر می‌تواند اطلاعات را به صورت هم‌زمان ارسال و دریافت کند.
در فناوری جدید، تعداد مسیرهای ارتباطی و ظرفیت انتقال داده در هر مسیر دو برابر می‌شود. ترکیب این دو تغییر باعث خواهد شد تراکم پهنای باند در مقایسه با ماژول‌های کنونی ۲۰۰ گیگابیت‌برثانیه‌ای، چهار برابر افزایش یابد.
این پیشرفت به مدیران مراکز داده اجازه می‌دهد تعداد بیشتری از سیستم‌های محاسباتی را از طریق زیرساخت سوئیچ‌های موجود به یکدیگر متصل کنند. در نتیجه، افزایش ظرفیت شبکه لزوما به نصب لایه‌های اضافی سوئیچ و تجهیزات ارتباطی نیاز نخواهد داشت.
افزودن سوئیچ‌ها و اتصالات نوری بیشتر معمولا باعث افزایش تأخیر انتقال اطلاعات، مصرف برق و هزینه‌های عملیاتی می‌شود. فناوری USFP با افزایش ظرفیت ارتباطی در فضای موجود می‌تواند این مشکلات را کاهش دهد.
بر اساس اعلام شرکت‌های توسعه‌دهنده، این معماری از نقاط اتصال شبکه با ظرفیت ۱٫۶ ترابیت‌برثانیه پشتیبانی می‌کند و امکان افزایش ظرفیت کلی تا ۱۲٫۸ ترابیت‌برثانیه را فراهم خواهد کرد.
همچنین طراحان پیش‌بینی کرده‌اند که نسخه‌های آینده بتوانند از ۳۲ مسیر ارتباطی تمام‌دوطرفه یا تعداد بیشتری مسیر پشتیبانی کنند. چنین قابلیتی زمینه افزایش ظرفیت شبکه‌های نسل بعدی را فراهم می‌کند.
یکی از نوآوری‌های مهندسی این فناوری، استفاده از آرایه دوبعدی اتصالات با مکانیزم اتصال دومرحله‌ای است. در این طراحی، اتصال الکتریکی پرسرعت تنها پس از قرار گرفتن کامل ماژول در جایگاه مخصوص برقرار می‌شود. این روش فرسودگی اتصالات را کاهش می‌دهد و به حفظ کیفیت سیگنال کمک می‌کند.
همچنین اتصالات جدید برای بهبود عملکرد الکتریکی در سرعت‌های فعلی ۲۰۰ گیگابیت‌برثانیه در هر مسیر طراحی شده‌اند.
مدیریت مصرف انرژی و گرمای تولیدشده در ماژول نوری
یکی از چالش‌های اصلی افزایش سرعت انتقال اطلاعات در مراکز داده، مدیریت مصرف انرژی و گرمای تجهیزات شبکه است. ماژول USFP برای دفع حرارت ناشی از توان مصرفی تا ۱۰۰ وات طراحی شده است.
این فناوری بدون نیاز به مدار خنک‌کننده جداگانه در داخل فرستنده‌گیرنده می‌تواند گرمای تولیدشده را مدیریت کند. چنین ویژگی ساختار سوئیچ‌های شبکه را ساده‌تر می‌کند و امکان استفاده از اتصالات نوری پرظرفیت را فراهم می‌آورد.
همچنین معماری جدید از طراحی‌های نوری پشتیبانی می‌کند که پردازش سیگنال را ساده‌تر می‌کنند. کاهش پیچیدگی پردازش می‌تواند مصرف برق و تأخیر ارتباطی را کاهش دهد.
گیلاد شاینر، معاون ارشد انویدیا درباره اهمیت این فناوری گفت: «ساخت بزرگ‌ترین کارخانه‌های هوش مصنوعی جهان با بازنگری در کوچک‌ترین اتصالات آغاز می‌شود.»
همکاری انویدیا و سیسکو برای استانداردسازی USFP
انویدیا و سیسکو قصد دارند ساختار ماژولار و قابل تعویض فرستنده‌گیرنده‌های نوری فعلی را در فناوری USFP حفظ کنند. این ویژگی به مدیران مراکز داده اجازه می‌دهد تجهیزات ارتباطی را بدون تغییر اساسی در روش نصب و نگهداری ارتقا دهند.
این همکاری بر پایه فناوری شبکه اترنت Spectrum-X انویدیا و سیستم‌های شبکه Silicon One سیسکو شکل گرفته است. دو شرکت پیش‌ازاین نیز برای یکپارچه‌سازی فناوری‌های شبکه خود همکاری کرده‌اند.
شرکت‌های TE Connectivity و Amphenol مسئول مشارکت در توسعه اتصالات، محفظه‌های نصب و ماژول نوری USFP خواهند بود. انتظار می‌رود تولیدکنندگان بیشتری نیز در مراحل بعدی به این پروژه بپیوندند.
همچنین انویدیا و سیسکو برنامه دارند مشخصات فنی این فناوری را در قالب یک استاندارد صنعتی باز تدوین کنند. این استاندارد از طریق پروژه‌ای چندمنبعی و با مشارکت شرکت‌های فعال در صنعت توسعه خواهد یافت.
هدف از این رویکرد، فراهم کردن امکان تولید ماژول‌های سازگار توسط تأمین‌کنندگان مختلف است تا استفاده از فناوری جدید به محصولات یک تولیدکننده محدود نشود.
با وجود ظرفیت قابل توجه این فناوری، ارقام اعلام‌شده درباره پهنای باند و بهره‌وری انرژی فعلا اهداف طراحی هستند. شرکت‌های توسعه‌دهنده هنوز نتایج آزمایش‌های مستقل، میزان تولید و قیمت احتمالی ماژول‌ها را منتشر نکرده‌اند.
همچنین تاریخ مشخصی برای عرضه تجاری USFP اعلام نشده است. بنابراین، عملکرد واقعی این فناوری و میزان دستیابی آن به ظرفیت ۱۲٫۸ ترابیت‌برثانیه باید پس از انجام آزمایش‌ها و عرضه محصولات نهایی مشخص شود.
نظرات کاربران