스펙트럼-X 포토닉스 이더넷 및 퀀텀-X 포토닉스 인피니밴드 플랫폼이 출시되었습니다.
Nvidia는 GTC 2025에서 실리콘 포토닉스를 활용하는 엑사스케일 데이터센터용 네트워킹 스위치 플랫폼인 Spectrum-X Photonics와 Quantum-X Photonics를 공개했습니다. 이 새로운 네트워킹 스위치 플랫폼은 포트당 데이터 전송 속도를 1.6 Tb/s, 총 집계 대역폭은 400 Tb/s까지 끌어올려, 수백만 개의 GPU가 끊김 없이(seamlessly) 작동하도록 지원합니다. Nvidia에 따르면, 이 신형 스위치들은 기존 네트워킹 솔루션 대비 높은 대역폭, 낮은 전력 손실, 그리고 뛰어난 신뢰성을 제공합니다.
Spectrum-X Photonics Ethernet 및 Quantum-X Photonics InfiniBand 플랫폼은 포트당 1.6 Tb/s의 속도를 구현하며(이는 현재 최고급 구리 이더넷 솔루션 최대 속도의 두 배에 달함), 다양한 포트 구성을 통해 최대 400 Tb/s에 이르는 총 대역폭을 제공합니다. Nvidia의 Spectrum-X Photonics 스위치는 여러 구성이 가능합니다. 800 Gb/s의 128개 포트 구성부터 100 Tb/s에 달하는 최대 대역폭을 구현하는 200 Gb/s의 512개 포트 구성까지 폭넓게 제공합니다. 특히, 고용량 모델은 512개의 800 Gb/s 포트 또는 2,048개의 200 Gb/s 포트를 통해 400 Tb/s의 처리량을 달성할 수 있습니다. Quantum-X Photonics 시리즈는 200 Gb/s SerDes를 사용하여 효율적인 데이터 전송을 구현하며, 800 Gb/s InfiniBand를 지원하는 144개 포트를 특징으로 합니다.
이전 세대 네트워킹 솔루션과 비교할 때, Quantum-X는 성능을 두 배로 높이고 AI 컴퓨팅 확장성은 무려 다섯 배 증가시켜, 고강도 워크로드 처리와 초대형 AI 클러스터 구축에 최적화되어 있습니다.
광학 포토닉스와 초고속 데이터 전송이 차세대 AI의 주요 병목 현상이다
빌 게이츠가 후원하는 실리콘 포토닉스 스타트업, 현행 기술 대비 10,000배 작은 광학 트랜지스터 개발
Nvidia, 데이터센터 인터커넥트 공급망 강화를 위해 40억 달러 투자
Quantum-X InfiniBand 스위치에는 액체 냉각 시스템이 통합되어 있어 온보드 실리콘 포토닉스 칩이 과열 없이 최고 효율로 작동하도록 보장합니다. 그 결과, 신규 네트워킹 플랫폼은 전력 소모를 줄이고 장기적인 성능을 향상시키면서, 3.5배 향상된 에너지 효율성, 10배 향상된 네트워크 신뢰성, 그리고 63배 강한 신호 무결성을 약속합니다. 또한 Nvidia에 따르면, 배포 속도가 1.3배 증가하여 하이퍼스케일 AI 데이터센터에 매우 효과적인 솔루션이 될 것입니다.
Nvidia의 Spectrum-X Photonics Ethernet과 Quantum-X Photonics InfiniBand 플랫폼은 TSMC의 Compact Universal Photonic Engine (COUPE)이라는 실리콘 포토닉스 플랫폼을 활용합니다. COUPE는 TSMC의 SoIC-X 패키징 기술을 이용해 65nm 전자 통합 회로(EIC)와 포토닉 통합 회로(PIC)를 결합한 것입니다. Nvidia는 또한 Coherent, Corning, Foxconn, Lumentum, Senko 등과 협력하여 자체적인 실리콘 포토닉스 생태계와 안정적인 공급망을 구축했으며, 이를 통해 Nvidia와 파트너들이 독점 하드웨어를 사용할 때보다 훨씬 이전에는 불가능했던 AI 클러스터 및 데이터센터를 구축할 수 있게 되었습니다.
Nvidia는 Quantum-X InfiniBand 스위치는 2025년 후반에, Spectrum-X Photonics Ethernet 스위치는 2026년에 출시할 것으로 예상합니다.
이러한 첨단 기술 발전에도 불구하고, 실리콘 포토닉스를 대규모로 통합하는 과정은 복잡하며, 광범위한 채택은 조직들이 기존 네트워킹 인프라를 업그레이드할 의향이 있는지에 달려 있습니다. 하지만 이러한 난관에도 불구하고, Nvidia의 실리콘 포토닉스 기술은 AI 네트워킹 분야에서 거대한 도약입니다. 비록 Nvidia가 네트워킹 장비의 향후 계획을 완전히 공개하지는 않았지만, TSMC의 COUPE는 매우 유망한 로드맵을 제시하고 있으며, 이 흐름을 Nvidia가 따라갈 가능성이 높습니다.
TSMC의 차세대 실리콘 포토닉스는 COWoS 패키징 내부에 COUPE 기술을 통합하여 광학 회로를 스위치에 직접 결합하는 방식으로 발전할 것입니다. 이를 통해 65나노미터급 수준의 속도를 달성할 것으로 기대됩니다.