NVIDIA è pronta a rivoluzionare il panorama dell’intelligenza artificiale con la sua innovativa tecnologia di fotonica al silicio. Si prevede che questa innovazione rivoluzionaria sostituirà le interconnessioni ottiche convenzionali, come dimostrano le straordinarie capacità dimostrate dal sistema Spectrum-X Ethernet Photonics.
La fotonica di NVIDIA ottiene un notevole miglioramento di 3, 5 volte nell’efficienza energetica
Mentre il dibattito sulla fotonica del silicio si concentra spesso sulle interconnessioni direct-to-device (D2D), giganti del settore come AMD e Intel rimangono al centro dell’attenzione. Tuttavia, NVIDIA sta tracciando la propria rotta con ambizioni ben precise in questo ambito.
Durante la conferenza Hot Chips 2025, NVIDIA ha presentato la sua interconnessione fotonica Ethernet Spectrum-X di nuova generazione. Questa tecnologia promette miglioramenti significativi per la scalabilità delle fabbriche di intelligenza artificiale e si posiziona come una valida alternativa alle attuali tecnologie di interconnessione ottica.
NVIDIA ha sottolineato il ruolo cruciale della fotonica co-confezionata, che apporta notevoli vantaggi alla scalabilità delle operazioni di intelligenza artificiale. Ad esempio, una fabbrica di intelligenza artificiale può consumare fino a 17 volte più potenza ottica rispetto ai tradizionali data center cloud. Ciò è dovuto in gran parte alla proliferazione di cluster di GPU, che richiedono più transceiver ottici per la comunicazione tra le GPU. Di conseguenza, la sola ottica di rete può rappresentare circa il 10% della potenza di calcolo totale di una fabbrica di intelligenza artificiale, una cifra impressionante che NVIDIA mira a ottimizzare con Spectrum-X Ethernet Photonics.
Spectrum-X Ethernet Photonics rappresenta un’iniziativa pionieristica, a quanto pare la prima a incorporare la tecnologia SerDes da 200 Gbps per corsia, uno standard all’avanguardia nella segnalazione elettrica. A differenza dei transceiver collegabili, questo sistema promette un’integrità del segnale superiore e una riduzione dei requisiti di elaborazione del segnale digitale (DSP), poiché il motore fotonico è strettamente integrato con l’ASIC dello switch. Questa soluzione riduce al minimo le lunghe tracce PCB e riduce significativamente il numero di laser necessari, ottimizzando un collegamento da 1, 6 Terabit al secondo (Tb/s) da otto laser a soli due, con conseguente maggiore affidabilità e minori consumi energetici.
Questa avanzata tecnologia di fotonica al silicio comprende un chip CPO (Silicon Photonics Co-Packaged Optics) che vanta un’impressionante velocità di trasferimento di 1, 6 Tbps. Grazie ai modulatori a micro-anello (MRM) integrati, questa soluzione offre una maggiore larghezza di banda con un consumo energetico ridotto e un ingombro ridotto. In particolare, il sistema fotonico di NVIDIA presenta un’esclusiva funzionalità di stacking tridimensionale tra strati fotonici ed elettronici, che semplifica il routing e aumenta la densità di larghezza di banda. Questa collaborazione con TSMC, leader nella produzione di sistemi fotonici, consolida ulteriormente l’impegno di NVIDIA verso l’innovazione.
La tecnologia fotonica al silicio di NVIDIA, se implementata nei data center, promette un notevole miglioramento di 3, 5 volte nell’efficienza energetica, un’affidabilità decuplicata e una configurazione operativa 1, 3 volte più rapida rispetto agli standard ottici esistenti. Questo progresso rappresenta un miglioramento fondamentale nelle capacità di calcolo dell’intelligenza artificiale, aprendo la strada all’adozione diffusa della fotonica come principale tecnologia di interconnessione. L’azienda ha inoltre presentato il suo switch full-scale di punta con fotonica integrata, lo Spectrum-6 102T. Le caratteristiche principali includono:
- Raddoppia la produttività
- Integrità del segnale migliorata di 63 volte
- Riduzione dei componenti laser di quattro volte
- Densità di larghezza di banda 1, 6 volte maggiore
- Affidabilità laser tredici volte migliorata
- Sostituzione di 64 ricetrasmettitori separati
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In sintesi, l’iniziativa fotonica di NVIDIA mira a ridurre drasticamente il consumo energetico, semplificare la scalabilità e accelerare esponenzialmente le velocità di interconnessione attraverso l’utilizzo della tecnologia fotonica. L’implementazione di ottiche in silicio co-confezionate consente un’efficienza della GPU fino a tre volte superiore in condizioni di potenza ISO e una riduzione di circa quattro volte del numero totale di laser utilizzati. Questo cambiamento strategico consentirà di reindirizzare una parte considerevole delle risorse energetiche dalle funzioni di rete ai cluster GPU veri e propri, con un conseguente miglioramento delle prestazioni complessive.
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