ان‌ویدیا و اس‌پی‌آی‌ال: افزایش ۱۵ برابری ظرفیت اپتیک بسته‌بندی‌شده تا اواسط ۲۰۲۷

جنسن هوانگ، مدیرعامل انویدیا، عادت دارد پیش‌بینی‌های بزرگی انجام دهد و آخرین مورد از آن‌ها به جای تراشه‌ها، به زیرساخت‌های ارتباطی مربوط می‌شود. او در رویداد GTC برلین انویدیا اعلام کرد که شبکه‌های نوری در مراکز داده هوش مصنوعی می‌توانند تقاضا برای قطعات نوری را تا ۱۵ برابر افزایش دهند؛ رقمی که نشان‌دهنده فشار شدید فناوری‌های ارتباطی کنونی بر زیر بار کاری سنگین هوش مصنوعی مدرن است.

این عدد چشمگیر است، اما منطق پشت آن ساده است. با بزرگ‌تر شدن مدل‌های هوش مصنوعی و افزایش تعداد شتاب‌دهنده‌ها در مراکز داده، کابل‌ها و اتصالات بین این تراشه‌ها به یک گلوگاه واقعی تبدیل می‌شوند. مس، که دهه‌هاست این وظیفه را بر عهده داشته، در زمینه مصرف انرژی، افت سیگنال و تراکم پهنای باند به محدودیت‌های فیزیکی خود رسیده است. اتصالات نوری که به جای سیگنال‌های الکتریکی از نور استفاده می‌کنند، از بسیاری از این محدودیت‌ها عبور می‌کنند.

اظهارات هوانگ همزمان با یک نقشه راه تولید مشخص ارائه شد. انویدیا با همکاری شریک بسته‌بندی خود، Siliconware Precision Industries، قصد دارد ظرفیت موتورهای نوری در بسته‌بندی مشترک (co-packaged optics) را تا اواسط سال ۲۰۲۷، ۱۵ برابر افزایش دهد. انتظار می‌رود این توسعه سپس دوباره دو برابر شود و تا پایان سال ۲۰۲۸ به افزایشی ۳۰ برابری برسد.

فناوری بسته‌بندی مشترک نوری، که اغلب به اختصار CPO نامیده می‌شود، در مرکز این تلاش قرار دارد. به جای اتصال فرستنده‌های نوری به صورت خارجی به تراشه سوئیچ، CPO موتورهای نوری را مستقیماً در کنار سیلیکون ادغام می‌کند، مسافت طی سیگنال‌ها را کاهش داده و در نتیجه بهره‌وری انرژی و یکپارچگی سیگنال را بهبود می‌بخشد.

انویدیا سوئیچ‌های Spectrum-6 CPO خود را به عنوان محصول پرچمدار مبتنی بر این معماری معرفی می‌کند. این سوئیچ‌ها به طور خاص برای آنچه انویدیا کارخانه‌های هوش مصنوعی Vera Rubin می‌نامد، یعنی نسل بعدی زیرساخت‌های مقیاس بزرگ هوش مصنوعی که این شرکت در حال ساخت آن است، طراحی شده‌اند. خط تولید Spectrum-6 وعده تراکم پهنای باند بالاتر و مصرف انرژی کمتر را در مقایسه با تجهیزات شبکه‌ای موجود ارائه می‌دهد.

هوانگ این موضوع را آغاز یکی از بزرگترین پروژه‌های توسعه زیرساخت در تاریخ توصیف کرد که ناشی از تقاضایی است که حتی با استانداردهای صنعتی که به منحنی‌های رشد نمایی عادت دارد، فوق‌العاده است.

سرمایه‌گذاری‌های گسترده‌تر

توسعه ظرفیت نوری تنها بخشی از تصویر بزرگ‌تر سرمایه‌گذاری است که هوانگ در GTC برلین ترسیم کرد. انویدیا با همکاری KYEC، ۱.۱ میلیارد دلار برای پیشبرد ظرفیت تست نیمه‌هادی‌ها در ایالات متحده متعهد شده است و تولید در این زمینه قرار است از آوریل ۲۰۲۷ آغاز شود.

به طور جداگانه، Amkor، یکی دیگر از شرکای کلیدی بسته‌بندی، قصد دارد ظرفیت تولید ویفر اینترپوزر (interposer) خود را تا پایان سال ۲۰۲۸ بیش از ۳۰۰ درصد افزایش دهد. اینترپوزرها بسترهایی هستند که به چندین چیپلت یا دای اجازه می‌دهند تا با سرعت بالا در یک بسته واحد به یکدیگر متصل شوند. افزایش بیش از سه برابری این ظرفیت نشان می‌دهد که شرکای انویدیا به شدت روی رشد مداوم تقاضا شرط‌بندی کرده‌اند.

انتقال از اتصالات مسی به نوری در مراکز داده سال‌هاست که در صنعت شبکه‌سازی مورد بحث قرار گرفته است، اما جنبه‌های اقتصادی و مهندسی آن تنها اخیراً به گونه‌ای همسو شده‌اند که استقرار در مقیاس بزرگ را عملی کرده‌اند. خوشه‌های آموزش هوش مصنوعی، که هزاران شتاب‌دهنده را در شبکه‌هایی با هماهنگی بالا به هم متصل می‌کنند، این جدول زمانی را به طور قابل توجهی تسریع کرده‌اند.

حرکت به سمت CPO به طور خاص، نشان‌دهنده پالایش بیشتر این منطق است. با ادغام موتور نوری مستقیماً در بسته سوئیچ به جای در نظر گرفتن آن به عنوان یک ماژول خارجی، CPO مسیر الکتریکی بین تراشه و فیبر را کاهش می‌دهد، تأخیر را کم می‌کند و بازده مصرف انرژی را بهبود می‌بخشد. گلوگاه در استقرار CPO در گذشته، توانایی تولید موتورهای نوری در مقیاس بوده است، نه تقاضا برای آن‌ها.

بنابراین، پیش‌بینی هوانگ مبنی بر افزایش ۱۵ برابری حجم، کمتر یک پیش‌بینی برای آینده دور است و بیشتر بیانیه‌ای درباره آنچه انویدیا معتقد است نقشه راه زیرساخت خودش نیاز دارد. این شرکت پیش‌بینی نمی‌کند که یک بازار انتزاعی رشد کند؛ بلکه در حال توصیف مقیاسی است که قصد دارد به سمت آن حرکت کند و شراکت‌های تولیدی را که برای رسیدن به آن در نظر گرفته است، اعلام می‌کند.