NVIDIA s’apprête à révolutionner le paysage de l’IA grâce à sa technologie photonique sur silicium innovante. Cette avancée révolutionnaire devrait supplanter les interconnexions optiques conventionnelles, comme en témoignent les capacités impressionnantes du système photonique Ethernet Spectrum-X.
La photonique de NVIDIA permet une amélioration remarquable de 3, 5 fois de l’efficacité énergétique
Alors que le discours autour de la photonique sur silicium se concentre souvent sur les interconnexions directes aux appareils (D2D), des géants du secteur comme AMD et Intel restent sous le feu des projecteurs. Cependant, NVIDIA trace sa propre voie avec des ambitions distinctes dans ce domaine.
Lors de la conférence Hot Chips 2025, NVIDIA a dévoilé sa nouvelle génération d’interconnexion Ethernet photonique Spectrum-X. Cette technologie promet des améliorations significatives pour la mise à l’échelle des usines d’IA et se positionne comme une alternative viable aux technologies d’interconnexion optique existantes.
NVIDIA a souligné le rôle crucial de la photonique intégrée, qui améliore considérablement l’évolutivité des opérations d’IA. Par exemple, une usine d’IA peut consommer jusqu’à 17 fois plus de puissance optique que les centres de données cloud traditionnels. Cela est dû en grande partie à la prolifération des clusters de GPU, qui nécessitent plusieurs émetteurs-récepteurs optiques pour la communication entre les GPU. Par conséquent, l’optique réseau à elle seule peut représenter environ 10 % de la puissance de calcul totale d’une usine d’IA – un chiffre colossal que NVIDIA vise à optimiser avec Spectrum-X Ethernet Photonics.
Spectrum-X Ethernet Photonics représente une innovation majeure, apparemment la première à intégrer la technologie SerDes à 200 Gbit/s par voie, une norme de pointe en matière de signalisation électrique. Contrairement aux émetteurs-récepteurs enfichables, ce système promet une intégrité du signal supérieure et des exigences réduites en traitement numérique du signal (DSP) grâce à l’intégration étroite du moteur photonique et de l’ASIC du commutateur. Cette configuration minimise les longues pistes sur le circuit imprimé et réduit considérablement le nombre de lasers requis, optimisant ainsi une liaison à 1, 6 térabits par seconde (Tbit/s) de huit à seulement deux lasers, ce qui améliore la fiabilité et réduit la consommation d’énergie.
Cette technologie photonique sur silicium avancée intègre une puce CPO (Silicon Photonics Co-Packaged Optics) offrant un débit de transfert impressionnant de 1, 6 Tbit/s. Grâce à ses modulateurs en micro-anneau (MRM) intégrés, cette solution offre une bande passante plus élevée, une consommation énergétique réduite et un encombrement réduit. Le système photonique de NVIDIA se distingue notamment par un empilement tridimensionnel unique entre les couches photoniques et électroniques, simplifiant le routage et augmentant la densité de bande passante. Cette collaboration avec TSMC, leader de la fabrication photonique, renforce l’engagement de NVIDIA en faveur de l’innovation.
La technologie photonique sur silicium de NVIDIA, déployée dans les centres de données, promet une efficacité énergétique 3, 5 fois supérieure, une fiabilité décuplée et une mise en service 1, 3 fois plus rapide que les normes optiques existantes. Cette avancée représente une amélioration décisive des capacités de calcul de l’IA, ouvrant la voie à une adoption généralisée de la photonique comme principale technologie d’interconnexion. L’entreprise a également présenté son commutateur phare à grande échelle avec photonique intégrée, le Spectrum-6 102T. Ses principales caractéristiques sont les suivantes :
- Doublez le débit
- Intégrité du signal 63 fois améliorée
- Réduction des composants laser par quatre
- Densité de bande passante 1, 6 fois supérieure
- Fiabilité laser treize fois améliorée
- Remplacement de 64 émetteurs-récepteurs distincts
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En résumé, l’initiative photonique de NVIDIA vise à réduire considérablement la consommation d’énergie, à optimiser l’évolutivité et à accélérer exponentiellement les vitesses d’interconnexion grâce à l’utilisation de la technologie photonique. L’intégration de composants optiques en silicium co-packagés permet d’obtenir une efficacité GPU jusqu’à trois fois supérieure dans des conditions de puissance ISO et de diviser par quatre environ le nombre total de lasers utilisés. Ce changement stratégique devrait permettre de rediriger une part considérable des ressources énergétiques des fonctions réseau vers les clusters GPU, améliorant ainsi les performances globales.
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