در نشست اخیر Open Compute Project (OCP) که در پاییز ۱۴۰۵ برگزار شد، سیسکو و انویدیا از همکاری استراتژیک خود برای معرفی استاندارد جدیدی تحت عنوان Ultra-Dense Small Form Factor Pluggable (USFP) رونمایی کردند؛ نوآوری جسورانه‌ای که با هدف غلبه بر چالش‌های کابل‌کشی و محدودیت‌های پهنای باند در کلاسترهای بزرگ مقیاس هوش مصنوعی طراحی شده است.
معماری و مشخصات فنی USFP: گذر از محدودیت‌های سنتی
مراکز داده مدرن هوش مصنوعی، این روزها با معضل «درهم‌تنیدگی کابل‌های فیبر نوری» دست‌به‌گریبان هستند. با افزایش تعداد پردازنده‌های گرافیکی (GPU) و نیاز به اتصالات سریع‌تر در NICها و سوئیچ‌ها، راهکارهای فعلی به بن‌بست رسیده‌اند. ماژول‌های USFP با هدف فشرده‌سازی حداکثری طراحی شده‌اند تا بتوانند بین ۴ تا ۸ برابر پهنای باند بیشتری نسبت به ماژول‌های رایج ارائه دهند. هر ماژول USFP قادر است تا ۳۲ لاین ۴۰۰ گیگابیت بر ثانیه را در قالبی هم‌اندازه با ماژول‌های OSFP فعلی جای دهد که منجر به دستیابی به پهنای باند ۱۲.۸ ترابیت بر ثانیه در هر پورت می‌شود.
چالش‌های مهندسی و مدیریت حرارتی
چنین چگالی بالایی از پهنای باند، مهندسان را با چالش‌های حرارتی و فیزیکی جدی مواجه می‌کند. در حالی که ماژول‌های نوری پیشرفته فعلی توان مصرفی در حدود ۲۰ وات دارند، استاندارد USFP برای رسیدن به این سطح از عملکرد، تا ۱۰۰ وات توان مصرفی در هر ماژول را طلب می‌کند. علاوه بر این، افزایش ۴ برابری لاین‌های الکتریکی مستلزم دقت بسیار بالایی در اتصال است؛ به همین منظور، سیسکو از مکانیزم «جای‌گذاری دو مرحله‌ای» استفاده می‌کند که در آن ابتدا ماژول در جایگاه قرار گرفته و سپس مکانیزم ثانویه‌ای برای برقراری اتصالات الکتریکی دقیق فعال می‌شود.
مشخصات فنی کلیدی USFP:
- پهنای باند کل: ۱۲.۸ ترابیت بر ثانیه در هر ماژول
- تعداد لاین‌ها: پشتیبانی از حداکثر ۳۲ لاین ۴۰۰ گیگابیت بر ثانیه
- توان مصرفی: تا ۱۰۰ وات در هر ماژول
- مکانیزم اتصال: سیستم جای‌گذاری دو مرحله‌ای برای حفظ پایداری الکتریکی
- کاربرد اصلی: تجمیع کابل‌کشی برای خوشه‌های فوق‌سریع هوش مصنوعی
همگرایی یا واگرایی: نگاه انویدیا به CPO و USFP
یکی از نکات قابل تامل در این همکاری، موضع انویدیا است. انویدیا که به سمت استفاده از «اپتیک‌های هم‌بسته‌شده» (Co-packaged Optics – CPO) برای سوئیچ‌های Spectrum-X و Quantum-X حرکت کرده تا حدود ۳۰ درصد در مصرف انرژی صرفه‌جویی کند، همچنان در کارت‌های شبکه (NIC) به ماژول‌های قابل تعویض (Pluggable) وابسته است. استاندارد USFP انعطاف‌پذیری لازم را برای زیرساخت‌هایی که هنوز به جای CPO به معماری‌های ماژولار نیاز دارند، فراهم می‌کند و به نوعی مکمل استراتژی انویدیا در مقیاس‌پذیری ۱۱۵.۲ ترابایت بر ثانیه در هر رک است.
گسترش اکوسیستم SONiC و راهکارهای مسیریابی P200
در کنار تحولات نوری، سیسکو بر تعهد خود به نرم‌افزار متن‌باز SONiC تاکید کرد. سیسکو با پیاده‌سازی پلتفرم Live Protect در SONiC، قصد دارد مدیریت وصله‌های امنیتی را برای هایپراسکیلرها تسهیل کند. همچنین، استفاده مایکروسافت از تراشه‌های مسیریابی Silicon One P200 برای اتصال مراکز داده در مناطق مختلف، نشان می‌دهد که سیسکو همچنان مهره اصلی در تامین سخت‌افزار برای «شبکه‌های در مقیاس وسیع» (Scale-across networking) است.
