NVIDIA 即將以其創新的矽光子技術徹底改變 AI 運算格局。這項突破性的技術進步預計將取代傳統的光互連技術，Spectrum-X 乙太網路光子系統所展現的卓越性能更是錦上添花。
NVIDIA 光子學技術將能效顯著提升 3.5 倍
儘管圍繞矽光子學的討論通常集中在直接到設備 (D2D) 互連上，但 AMD 和英特爾等行業巨頭仍然備受關注。然而，NVIDIA 正在規劃自己的發展路線，並在此領域抱持著獨特的雄心壯志。
在 Hot Chips 2025 大會上，NVIDIA 發布了其新一代 Spectrum-X 乙太網路光子互連技術。該技術可望大幅提升 AI 工廠的擴展性能，並使其成為現有光互連技術的可行替代方案。
NVIDIA 強調了共封裝光子技術的關鍵作用，它極大地提升了 AI 運作的可擴展性。例如，與傳統的雲端資料中心相比，AI 工廠的光功率消耗可達 17 倍。這主要是由於 GPU 叢集的激增，需要多個光收發器來實現 GPU 之間的通訊。因此，僅網路光子裝置就可能佔據 AI 工廠總運算能力的 10% 左右——NVIDIA 的目標是透過 Spectrum-X 乙太網路光子技術來優化這一驚人的數字。
Spectrum-X 乙太網路光子系統代表著開創性的成果，據稱是第一個採用每通道 200 Gbps SerDes 技術的系統，該技術是電訊號傳輸領域的先進標準。與可插拔收發器相比，由於光子引擎與交換器 ASIC 緊密整合，該系統可實現卓越的訊號完整性並降低數位訊號處理 (DSP) 需求。這種佈局最大限度地減少了冗長的 PCB 走線，並顯著減少了所需的雷射數量——將 1.6 Tb/s 鏈路從 8 個雷射器減少到僅 2 個，從而提高了可靠性並降低了功耗。
這項先進的矽光子技術包含一顆矽光子共封裝光學元件 (CPO) 晶片，其傳輸速率高達驚人的 1.6 Tbps。憑藉整合的微環調製器 (MRM)，此解決方案可提供更高的頻寬，同時降低功耗並縮小佔用空間。值得一提的是，NVIDIA 的光子系統獨具特色地在光子層和電子層之間採用三維堆疊，從而簡化了佈線並提高了頻寬密度。這次與光子製造領域的領導者台積電 (TSMC) 的合作進一步鞏固了 NVIDIA 對創新的承諾。
NVIDIA 的矽光子技術在資料中心部署後，據稱與現有光學標準相比，其能源效率可顯著提升 3.5 倍，可靠性可提升 10 倍，運行設定速度可提升 1.3 倍。這項進步標誌著 AI 運算能力的關鍵性提升，為光子技術作為主要互連技術的廣泛應用鋪平了道路。該公司還推出了其整合光子技術的旗艦級全尺寸交換器 Spectrum-6 102T。主要特性包括：
- 吞吐量加倍
- 訊號完整性增強 63 倍
- 雷射元件數量減少四倍
- 頻寬密度提高 1.6 倍
- 雷射可靠性提高十三倍
- 更換 64 個獨立收發器
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總而言之，NVIDIA 的光子學計畫旨在透過利用光子技術來降低功耗、簡化可擴展性並倍增互連速度。採用共封裝矽光學元件，可在 ISO 功率條件下將 GPU 效率提高三倍，並將雷射總用量減少約四倍。這項策略轉變旨在將相當一部分電力資源從網路功能轉移到實際的 GPU 集群，最終提升整體效能。
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