Nvidia en Cisco werken samen aan Ultra-Dense Small Form Factor Pluggable (USFP), een nieuwe formfactor voor optische modules met 400Gb/s per lane. Volgens de twee bedrijven levert USFP vier keer zoveel bandbreedte als huidige pluggables van 200Gb/s per lane. Hierdoor kunnen bedrijven tot 12.8Tb/s aan algehele capaciteit realiseren.
AI-datacenters moeten steeds meer rekensystemen met elkaar verbinden. Daar is meer bandbreedte per verbinding voor nodig, maar ook meer verbindingen per switch. Zit een switch vol, dan moet er vaak een extra netwerklaag bij. Dat kost extra optische links en stroom, en het verhoogt de latency.
USFP moet dat probleem oplossen zonder dat de bekende pluggable transceiver verdwijnt. De eerste modules krijgen 16 full-duplex lanes in een behuizing ter grootte van een OSFP-module. Ze zijn bedoeld voor zowel switches als SuperNIC’s. Later moeten er 32 lanes of meer in passen. Omdat zowel het aantal lanes als de snelheid per lane verdubbelt, kunnen AI-netwerken meer endpoints van 1,6Tb/s aansluiten zonder extra netwerklagen. De totale capaciteit per module komt uit op 12,8Tb/s.
Ten opzichte van een vergelijkbare module van 200Gb/s per lane belooft USFP vier keer zoveel bandbreedte en bandbreedtedichtheid aan de voorkant van de switch. De energie-efficiëntie ligt ongeveer 1,3 keer hoger.
Nieuwe connector, geen aparte koeling
Hoe krijg je zoveel lanes in zo’n kleine module? Nvidia en Cisco ontwikkelden daarvoor een nieuwe tweedimensionale array-connector. Die werkt met een insteekmethode in twee stappen: de high-speed-contacten maken pas verbinding nadat de module in het systeem is geïnstalleerd. Daardoor slijten de contacten minder, verbetert de signaalintegriteit en is de benodigde insteekkracht voorspelbaarder. De connector is ontworpen voor 400Gb/s, maar levert volgens de bedrijven ook betere prestaties bij 200Gb/s per lane.
Daarnaast kan een USFP-module tot 100 watt aan warmte afvoeren zonder apart ingebouwd koelcircuit. Dat moet het switchontwerp eenvoudiger maken. Alle configuraties ondersteunen bovendien optische ontwerpen die de signaalverwerking vereenvoudigen, wat latency en stroomverbruik moet verlagen.
Bill Gartner, die bij Cisco verantwoordelijk is voor optische systemen, legt uit waarom gekozen is voor een nieuwe vormfactor: “Cisco en Nvidia zagen in dat het opschalen van pluggable optics naar 400Gb/s per lane meer zou vragen dan weer een stapsgewijze uitbreiding van de huidige moduleontwerpen.”
Aan de hardware werken ook TE Connectivity en Amphenol mee. Zij gaan cages, connectoren en modules bouwen, en meer partners moeten nog aansluiten. Wanneer de eerste USFP-modules beschikbaar komen, hebben de bedrijven nog niet bekendgemaakt.
Tip: Cisco en Nvidia verlagen drempel voor veilige, full-stack AI-infrastructuur