大規模なAIトレーニングと推論は、データセンターネットワークのあり方を大きく変えつつあります。GPU/XPU間の水平方向のトラフィックは大幅に増加し、従来のプラガブル光スイッチは、クラスターが数万基のアクセラレーターに拡張されるにつれて、消費電力、レイテンシ、そして物理的な複雑さといった問題に直面しています。Broadcomの第3世代Co-Packaged Optics（CPO）プラットフォームであるTomahawk 6-Davisson（TH6-Davisson）の出荷が開始され、光スイッチ対応のスイッチング容量は102.4Tb/sに達し、現在利用可能なCPOスイッチの帯域幅の2倍となります。次世代AIファブリックを構築する設計者にとって、これはスループット、効率、そしてリンクの信頼性の大幅な向上を意味します。
AIネットワーキング専用
TH6-Davissonは、現代のAIクラスターの現実を考慮して設計されています。これは、持続的で高速なEast-Westフロー、リンクフラップへの敏感さ、そしてアクセラレーターの利用率を最大化する必要性と同等です。チャネルあたり200Gbpsで動作するTH6-Davissonは、レーンあたりのラインレートと総帯域幅を前世代のTH5-Baillyの2倍に向上させます。チャネルあたり200Gbpsで、DRベースのトランシーバー、ニアパッケージオプティクス（NPO）およびCPOインターコネクト間でシームレスな相互運用性を提供します。その結果、今日のハイエンドNIC、XPU、ファブリックスイッチ間でのスケールアップとスケールアウトが容易になります。
展開の観点から見ると、これは次のことを意味します。
- リンクによる停止やジョブの中断を削減することで、より効率的な FLOP 使用率を実現します。
- 電気経路を短縮し、コンディショニングを最小限に抑えることで、従来のプラグ型デバイスと比較してエンドツーエンドのレイテンシを短縮します。
- スイッチの機械的および熱的エンベロープがよりクリーンになり、ラックおよび列スケールでのシステム統合が容易になります。
共パッケージ光学部品：パワーと安定性のメリット
プラガブル光モジュールは、速度が上昇するにつれて電力消費量が増加し、変動ポイントが増加します。TH6-Davissonは、TSMCのCompact Universal Photonic Engine（COUPE）技術と高度な基板レベルマルチチップパッケージングを組み合わせることで、イーサネットスイッチと共通のパッケージに光エンジンを直接組み込みます。この異種統合により、信号処理の必要性が低減し、トレース損失と反射を最小限に抑えます。
Broadcom によれば、メリットは次のとおりです。
- 従来のプラガブル光インターコネクトと比較して、光インターコネクトの消費電力を約70%削減します。これは3.5倍以上の削減となり、ハイパースケールおよびAIデータセンターのTCOと持続可能性を大幅に向上させます。
- プラグ式トランシーバーに特有の製造およびテストのばらつきを排除することで、リンク安定性が向上しました。TH5とBaillyによる過去のリンクフラップ研究が証拠として参照されています。TH6のより緊密な統合により、フラップイベントがさらに減少し、これは長時間のAIトレーニング実行にとって極めて重要です。
Broadcomのオプティカルシステム部門バイスプレジデント兼ゼネラルマネージャーであるニア・マルガリット氏は、TH6-Davissonをより大規模で信頼性の高いAIクラスターの実現に繋がる要素として位置づけています。彼は、リンクの安定性とエネルギー効率の向上が、アクセラレータの利用率向上、ジョブ中断の低減、そして全体的な信頼性の向上につながると強調しています。これらは、より高速で効率的なモデルトレーニングを実現するための重要な鍵となります。
相互運用性と標準の整合
TH6-Davisson は異機種環境に組み込めるように設計されており、次の機能を提供します。
- 400G/800G 相互運用性を実現する IEEE 802.3 準拠のリンクあたり 200 Gbps。
- DR ベースの光学機器との互換性に加え、チャネルあたり 200 Gbps の NPO/CPO エコシステムもサポートします。
- CPO の統合の利点を損なうことなく保守性を簡素化する、フィールド交換可能な ELSFP レーザー モジュール。
この標準重視のアプローチは、アップグレード パスを計画しながら、新しい展開を既存の 400G および 800G 機器と統合する必要がある調達およびネットワーク エンジニアリング チームにとって不可欠です。
製品のハイライト: TH6-Davisson BCM78919
- 102.4 Tb/sのスイッチング容量
- 16 × 6.4 Tb/s Davisson DR光学エンジン
- チャネルあたり200 Gbpsのリンク帯域幅
- 現場交換可能なELSFPレーザーモジュール
- クラスタあたり 512 個の XPU まで拡張可能、リンクあたり 200 Gbps の 2 層ファブリックでは最大 100,000 個以上の XPU まで拡張可能
- IEEE 802.3準拠、現在の400G/800G規格と相互運用可能
これらの仕様は、帯域幅あたりのデバイス数が少ない高密度ファブリック、優れた電力プロファイル、そしてジョブ完了の信頼性向上につながります。これらの点は、AI構築におけるROI/TCOモデルに直接反映されます。
デッキ上のチャネルあたり400 Gbps
Broadcomは、第4世代CPOプラットフォームを開発中であると発表しました。このプラットフォームは、チャネルあたり400Gbpsの帯域幅とさらなるエネルギー効率の向上を目指しています。実現すれば、この軌道は倍増のペースを維持しながら、ワット/ビットの削減を継続することになります。これは、AI規模のデータセンターの電力制約の厳しい現実にとって非常に重要です。
利用状況
Broadcom は現在、早期アクセス顧客およびパートナー向けに TH6-Davisson BCM78919 のサンプル提供を行っており、その後一般提供を開始する予定です。
共パッケージ型光技術は、AI時代のネットワークに最適なツールであり続けているようです。クラスタが6桁のアクセラレータにスケールアップするまさにその瞬間に、電気経路を圧縮し、電力を削減し、リンクを安定化させます。TH6-Davissonの102.4Tb/sの容量と70%の光電力削減という謳い文句は、野心的な目標を掲げています。
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