Cisco ve Nvidia, Yapay Zekâ Veri Merkezleri İçin 12,8 Tbps Optik Bağlantı Geliştiriyor

Cisco ve Nvidia, yapay zekâ veri merkezlerindeki kablolama karmaşasını azaltmak ve bağlantı kapasitesini artırmak amacıyla yeni nesil yüksek yoğunluklu optik bağlantı standardı üzerinde çalışıyor. Ultra yoğun küçük biçimli takılabilir optik modül (USFP) adı verilen tasarım, tek bir bağlantı noktasında 12,8 Tbps Ethernet bant genişliği sunmayı hedefliyor. Open Compute Project (OCP) küresel zirvesinde duyurulan çalışma, binlerce yapay zekâ hızlandırıcısının bulunduğu sistemlerde daha az kabloyla daha yüksek veri aktarım kapasitesi sağlamayı amaçlıyor.

USFP, Tek Optik Modülde 32 Adede Kadar 400 Gbps Bağlantı Sunuyor

Yapay zekâ veri merkezleri, grafik işlem birimleri (GPU), ağ arayüz kartları, anahtarlar ve diğer donanımlar arasında büyük miktarda fiber optik kablo gerektiriyor. Özellikle yüksek bant genişliğine sahip bağlantıların yaygınlaşması, kablolama yoğunluğunu ve altyapı yönetiminin karmaşıklığını artırıyor.

Cisco ile Nvidia’nın geliştirdiği USFP tasarımı, mevcut OSFP modüllerine yakın bir boyutta 32 adede kadar 400 Gbps bağlantı hattını bir araya getirmeyi hedefliyor. Bu yapı, tek bir modülde 12,8 Tbps Ethernet kapasitesi anlamına geliyor. Karşılaştırma açısından günümüzdeki gelişmiş takılabilir optik modüller, sekiz adet 200 Gbps bağlantı üzerinden yaklaşık 1,6 Tbps bant genişliğine ulaşıyor.

Yeni tasarım, bağlantı yoğunluğunu önemli ölçüde artırarak kablo demetlerinin sadeleştirilmesine yardımcı olabilir. Yapay zekâ sistemlerinde her GPU’nun 800 Gbps, ilerleyen dönemde ise 1,6 Tbps ağ arayüz kartlarıyla eşleştirilmesi yaygınlaşıyor. Tek bir USFP modülü, sekiz GPU’ya ait bağlantıların fiber optik kablo demetinde birleştirilmesini sağlayabilecek kapasite sunuyor.

Cisco’nun verdiği bir diğer örneğe göre, gelecekte 204,8 Tbps kapasiteye ulaşan bir ağ anahtarı, 128 adet 1,6 Tbps uç noktayı desteklemek için yalnızca 16 USFP bağlantı noktasına ihtiyaç duyabilecek.

Bu kadar yüksek bağlantı yoğunluğunu küçük bir modüle sığdırmak, önemli mühendislik zorluklarını beraberinde getiriyor. Üst düzey mevcut optik modüller yaklaşık 20 watt güç tüketirken USFP teknik özellikleri, modül başına 100 watt seviyesine kadar güç tüketimini öngörüyor. Bu artış, soğutma ve enerji yönetimi gereksinimlerini de yükseltiyor.

Elektrik bağlantılarının güvenilirliği de tasarımın kritik noktalarından biri. Modül başına bağlantı sayısının dört katına çıkması, elektrik temas noktalarının doğru biçimde yerleşmesini daha önemli hale getiriyor. Cisco, bu sorunu azaltmak için iki aşamalı bir takma mekanizması öngörüyor. Modül önce yuvasına yerleştirilecek, ardından ikinci bir mekanizma devreye girerek elektrik bağlantısını tamamlayacak.

Yüksek yoğunluk, arıza durumunda etkilenecek sistemlerin kapsamını da büyütebilir. Geleneksel bir optik modüldeki lazer veya dijital sinyal işlemcisi arızası genellikle daha sınırlı bir alanı etkilerken USFP’deki tek bir bileşen sorunu birden fazla GPU’yu, hatta daha geniş sistemleri devre dışı bırakabilir.

Buna karşın Cisco, anahtarların içine veya yakınına yerleştirilen optik çözümlerle karşılaştırıldığında takılabilir modüllerin daha yönetilebilir bir seçenek olabileceğini değerlendiriyor. Birlikte paketlenmiş optik sistemlerde tek bir arıza, bir raf dolusu hızlandırıcının ağ bağlantısını etkileyebiliyor.

Nvidia’nın USFP geliştirme sürecine katılması dikkat çekiyor. Şirket, en yeni ağ anahtarlarının bir bölümünde takılabilir modüller yerine birlikte paketlenmiş optik teknolojisini (CPO) kullanıyor. Spectrum-X ve Quantum-X ürün ailelerindeki bazı anahtarlar bu yaklaşımı benimsiyor. Anahtar tarafındaki takılabilir modüllerin kaldırılması, güç tüketiminde yaklaşık yüzde 30 tasarruf sağlayabiliyor.

Bununla birlikte Nvidia’nın ağ arayüz kartlarında takılabilir optikler kullanılmaya devam ediyor. Bu tasarım, sistem entegratörlerine daha fazla esneklik sunuyor. Her kuruluş on binlerce GPU içeren devasa kümeler kurmuyor; üst raf anahtarı kullanan sistemlerde daha düşük güç tüketen doğrudan bağlantılı bakır kablolar da tercih edilebiliyor.

Nvidia’nın USFP standardına ilgisinin arkasındaki neden kesinleşmiş değil. Ancak şirketin 144 GPU içeren ve 600 kW güç tüketimine ulaşması hedeflenen raf tasarımlarına yönelmesi, bağlantı yoğunluğunu önemli bir gereksinim haline getiriyor.

2025’in başlarında tanıtılan Vera Rubin Ultra platformu için raf başına 115,2 TB/s ölçekleme bant genişliği açıklanmıştı. Bu değer, çift yönlü bant genişliğinin hesaplamaya dahil edilip edilmemesine bağlı olarak GPU paketi başına yaklaşık 3,2 ila 6,4 Tbps seviyesine karşılık geliyor. Cisco’nun ilk USFP teknik tasarımında 16 adet 400 Gbps bağlantı öngörmesi de modül başına 6,4 Tbps kapasiteye işaret ediyor. USFP’nin nihai teknik özellikleri, bu yüksek yoğunluklu sistemlerin ağ altyapısına nasıl entegre edileceğini belirleyecek.

Cisco ve Nvidia’nın geliştirme çalışmalarına öncülük ettiği USFP, kapalı bir ürün standardı olarak tasarlanmıyor. Ethernet ekosistemindeki diğer üreticiler de açık standardı kullanarak kendi donanımlarını geliştirebilecek.

Cisco, Nvidia ile optik bağlantı alanındaki iş birliğinin yanı sıra Microsoft’un birden fazla veri merkezi arasında iş yüklerini dağıtmak için Silicon One P200 yönlendirme yongalarını kullandığını da duyurdu. Sektörde veri merkezleri arasındaki bu bağlantı yaklaşımı, ölçekler arası ağ oluşturma olarak adlandırılıyor.

Cisco, P200’ü büyük bulut işletmecilerinin üretim ortamlarında kullandığı ilk 51,2 Tbps sistem olarak tanımlıyor. Platform, Nvidia’nın Spectrum-XGS ve Broadcom’un Jericho 4 tabanlı çözümleriyle rekabet ediyor.

Microsoft, Wisconsin ve Georgia’daki Fairwater kümeleri arasında bağlantı kurmak için veri merkezleri arası ağ altyapısından yararlanıyor. Bu yaklaşım, tek bir tesisteki güç kapasitesi sınırlamalarının aşılmasına ve iş yüklerinin birden fazla konuma dağıtılmasına yardımcı oluyor. Cisco’nun açıklaması, Microsoft’un bu altyapıyı hangi ağ donanımıyla kurduğuna ilişkin ayrıntıyı da ortaya koyuyor.

Cisco, OCP zirvesinde açık kaynaklı SONiC ağ işletim sistemi için Live Protect platformu desteğini de duyurdu. Microsoft tarafından geliştirilen ve daha sonra açık kaynaklı hale getirilen SONiC, büyük ölçekli veri merkezlerinde farklı üreticilerin ağ donanımlarını ortak bir yazılım altyapısıyla yönetmek için kullanılıyor.

Büyük bulut işletmecileri, tek bir donanım üreticisine bağımlılığı azaltmak ve farklı Ethernet ürünlerini daha kolay yönetmek amacıyla üreticiden bağımsız ağ işletim sistemlerini tercih ediyor. Cisco da SONiC ekosistemine katkıda bulunan şirketler arasında yer alıyor.

Şirketin yaklaşımı, müşterileri kendi ağ işletim sistemi Nexus’a yönlendirmek yerine SONiC’in yeteneklerini Cisco yongalarının özelliklerinden daha fazla yararlanacak şekilde genişletmeye dayanıyor. Live Protect desteği ise kuruluşların yayınlanan güvenlik yamalarını takip etmesini ve uygulamasını kolaylaştırmayı hedefliyor. Cisco, bu desteğin 2027 yılında kullanıma sunulmasını bekliyor.

USFP, veri merkezlerindeki optik bağlantı yoğunluğunu artırmayı hedeflerken Silicon One P200 ve SONiC çalışmaları ağ altyapısının farklı katmanlarına odaklanıyor. Bu üç girişim, yapay zekâ sistemlerinin büyüyen bant genişliği, enerji verimliliği ve güvenlik gereksinimlerine yönelik Cisco’nun daha geniş altyapı stratejisinin parçalarını oluşturuyor.