NVIDIA CPO光子交换机：AI数据中心网络的能效与可靠性革新
人工智能（AI）的飞速发展正在重塑数据中心的网络架构。NVIDIA通过推出集成了共封装光学（CPO）技术的Quantum-X InfiniBand和Spectrum-X Ethernet系列光子交换机，为AI训练和推理提供了更高带宽、更低延迟、更优能效和更高可靠性的网络解决方案。与传统采用可插拔光模块的交换机相比，CPO技术将光电转换集成在交换机芯片封装内，大幅减少了信号传输损耗、功耗和潜在故障点，从而构建了更高效、更具扩展性的AI数据中心，为Agentic AI的未来奠定基础。Quantum-X和Spectrum-X系列交换机预计分别于2026年初和2026年下半年上市，标志着AI网络基础设施进入新纪元。
AI数据中心的基础设施已从传统的CPU中心化、服务器机架内集成Tier 1交换机的模式，转向GPU驱动、超密集计算、跨数据中心互联的AI工厂模式。这种转变要求网络具备极高的带宽和极低的延迟，促使Tier 1交换机移至行末，并使光网络成为连接服务器与交换机以及交换机之间的关键。传统的基于可插拔光模块的交换机，由于信号需经过多重电接口转换，导致高达22dB的电损耗，需要复杂的数字信号处理和更多的有源组件，从而显著增加了功耗（每接口高达30W）、散热需求和故障点。NVIDIA的CPO技术通过将光引擎直接集成到交换机封装内，将电损耗降至约4dB，并将功耗降至9W，极大地提高了信号完整性、可靠性和能效。
NVIDIA的Quantum-X InfiniBand光子交换机提供高达115 Tb/s的交换容量，支持144个800Gb/s端口，并集成了第四代SHARP技术，提供14.4 TFLOPS的片内计算能力，采用液冷设计以优化散热。Spectrum-X Ethernet光子交换机则专为生成式AI和大规模LLM训练优化，提供高达409.6 Tb/s的交换容量和512个800Gb/s端口，相比前代架构实现了3.5倍的能效提升和10倍的可靠性增强。这些CPO解决方案通过精简信号路径，减少了3.5倍的功耗和10倍的故障点，同时加速了部署和上线时间。NVIDIA正携手生态合作伙伴，推动CPO技术在AI基础设施中的规模化应用，以满足数据中心对部署速度和可靠性的严苛要求。
Ashkan Seyedi
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