台積電、矽品、鴻海等供應鏈加持，輝達宣布 Spectrum-X 以太網路矽光子交換機量產
隨著 AI 工廠與 GPU 集群規模持續擴大，伺服器間龐大的資料傳輸，導致了高功耗與散熱問題日益嚴峻。為了解決傳統可插拔光模組在功耗與頻寬上的瓶頸，GPU大廠輝達（NVIDIA）正式宣布，其 Spectrum-X 以太網路矽光子交換機已進入全面量產階段，並被定義為全球首款進入量產的 200G/lane CPO 以太網路交換機系統。
輝達表示，該量產系統的核心在於採用了共封裝光學（CPO）技術，將數百個矽光子引擎直接與交換晶片（ASIC）封裝在同一個基板上。相較於傳統在面板插入獨立光模組的設計，CPO 技術大幅縮短了光電信號轉換的路徑，顯著減少能量損耗與熱量產生。
此外，該架構將雷射光源遷出，改由外部雷射源模組在受控環境下統一提供光源，使雷射器使用量縮減至原來的四分之一。根據 NVIDIA 揭露的數據，與傳統方式相較，該交換機可達成 5 倍的網路功耗效率提升、5 倍的 AI 應用不間斷運行時間，並將平均故障間隔時間（MTBF）大幅延長達 10 倍。
在硬體規格方面，量產產品展現了極高的頻寬密度。其中，SN6810 能在 2U 液冷機箱中擠入 128 個 800 Gb/s 連接埠，傳輸容量高達 102.4 Tbps。而更大規模的 SN6800 則在 5U 系統中堆疊了 4 顆 ASIC 晶片，提供高達 409.6 Tbps 的超高容量，支援 512 個 800 Gb/s 連接埠，或超過 2000 個 200 Gb/s 連接埠。機箱內部更配備了光纖整合設計，讓擴充連接更為扁平，避免因增加交換層級而產生多餘的延遲。
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這款劃時代的交換機系統是由多家行業龍頭共同打造，展現了深厚的產業鏈協同能力。其中，晶圓代工龍頭台積電負責先進矽光子晶片製造，矽品承擔晶圓級與晶片級封裝及測試，Lumentum 與天孚通信（TFC）提供雷射晶片與模組子組件組裝，而鴻海則負責整套交換機系統的開發與組裝。產品在出貨前，也會在 NVIDIA 的自家設施進行最後一輪嚴格測試。
Spectrum-X 平台還整合了自適應路由、瓶頸控制與端到端遙測技術，以確保數千顆 GPU 同時通訊時的流量順暢。透過多平面（multiplane）系統設計，單一線路故障不會導致整個架構停擺，而 Spectrum-XGS 技術更可將此網路架構擴展至整棟建築或園區，將多個資料中心融合成單一協調系統。該技術在保持與開源工具（如 SONiC）兼容的同時，將 AI 網路傳輸速度提升了 1.6 倍。
市場預估，CPO 交換機的全面量產，代表著矽光子技術正式從實驗室驗證走向規模化商用，有望為大規模 AI 資料中心提供更高能效、更穩定可靠的基礎設施。
(首圖來源：輝達提供)