دیتاسنترهای هوش مصنوعی (AI) به دلیل اتصال هزاران شتاب‌دهنده، کارت‌های شبکه (NIC) و سوئیچ‌ها، با پیچیدگی‌های شدیدی در کابل‌کشی فیبر نوری مواجه هستند. شرکت سیسکو (Cisco) در همکاری با انویدیا (Nvidia)، برای حل این مشکل استانداردی جدید به عنوان USFP (Ultra-dense Small Form Factor Pluggable) را معرفی کرده است که می‌تواند پهنای باند را در یک پورت واحد، تا ۸ برابر افزایش دهد.
جزئیات فنی استاندارد USFP
این ماژول‌های جدید که در اجلاس جهانی Open Compute Project (OCP) معرفی شدند، قادرند تا ۳۲ مسیر ۴۰۰ گیگابیتی (400 Gbps lanes) را در ابعادی مشابه با ماژول‌های OSFP فعلی جای دهند. هر یک از این پلاگابل‌ها (Pluggables) پهنای باند ۱۲.۸ ترابیت بر ثانیه (Tbps) را ارائه می‌دهند؛ رقمی که تا چند سال پیش تنها در سوئیچ‌های پیشرفته سازمانی یافت می‌شد. برای مقایسه، پیشرفته‌ترین ماژول‌های فعلی با استفاده از ۸ لینک ۲۰۰ گیگابیتی، سقف ۱.۶ ترابیت بر ثانیه را دارند.
استفاده از USFP می‌تواند کابل‌کشی در دیتاسنترهای AI را به شدت ساده کند. در محیط‌هایی که هر GPU به یک NIC با سرعت ۸۰۰ گیگابیت یا ۱.۶ ترابیت متصل است، یک ماژول USFP می‌تواند کابل‌کشی مربوط به ۸ پردازنده گرافیکی را در یک باندل فیبر نوری متمرکز کند.
چالش‌های مهندسی و ریسک‌ها
افزایش تراکم اتصال با چالش‌های جدی همراه است. در حالی که یک ماژول پیشرفته فعلی حدود ۲۰ وات توان مصرف می‌کند، مشخصات USFP سیسکو تا ۱۰۰ وات برای هر ماژول پیش‌بینی کرده است. همچنین، افزایش تعداد لینک‌ها به معنای افزایش نقاط اتصال الکتریکی است که باید به طور دقیق برقرار شوند. به همین دلیل، سیسکو از یک مکانیسم درج دو مرحله‌ای (Two-phase insertion) استفاده می‌کند تا ابتدا ماژول در جای خود قرار گرفته و سپس اتصال الکتریکی برقرار شود.
از منظر پایداری، USFP دارای محدوده اثر (Blast Radius) بزرگتری است. به این معنا که خرابی یک لیزر یا پردازشگر سیگنال دیجیتال (DSP) می‌تواند به جای یک GPU، سیستم‌های متعددی را از مدار خارج کند؛ هرچند این ریسک در مقایسه با تکنولوژی‌های Co-packaged Optics (CPO) که خرابی در آن‌ها می‌تواند کل یک رک را از دسترس خارج کند، کمتر است.
به‌کارگیری در مقیاس هایپراسکیلرها
در کنار این همکاری، مشخص شده است که مایکروسافت (Microsoft) از تراشه‌های مسیریابی Silicon One P200 سیسکو برای توزیع بارهای کاری بین چندین دیتاسنتر استفاده می‌کند. این رویکرد که تحت عنوان Scale-across networking شناخته می‌شود، به مایکروسافت کمک می‌کند تا محدودیت‌های توان مصرفی در سایت‌های محلی را با توزیع پردازش بین دیتاسنترهای مختلف مدیریت کند.
نکته قابل توجه در این زیرساخت‌ها، استفاده از سیستم‌عامل شبکه‌ای SONiC است. هایپراسکیلرهایی مانند مایکروسافت برای جلوگیری از وابستگی به یک فروشنده (Vendor lock-in)، از سیستم‌عامل‌های متن‌باز و مستقل استفاده می‌کنند. سیسکو نیز به عنوان یکی از بزرگترین مشارکت‌کنندگان در پروژه SONiC، قابلیت‌های پلتفرم Live Protect خود را برای تسهیل به‌روزرسانی‌های امنیتی در این سیستم‌عامل ادغام کرده است.
