Nvidia a TSMC boří energetickou zeď: Switch Spectrum-X s optikou už míří do AI center

Společnost Nvidia udělala zásadní krok k překonání energetických a signálních limitů, které hrozí zastavit růst největších AI datových center. Začátkem června 2026 potvrdila, že začala vybraným partnerům dodávat přepínač nové generace Spectrum-X CPO (s integrovanou optikou), který vyvinula a vyrábí ve spolupráci s tchajwanskou společností TSMC . Přepínače jsou postaveny na křemíkové fotonické platformě Compact Universal Photonic Engine (COUPE), která do jednoho modulu integruje optické jádro a přepínací křemík, čímž dramaticky zvyšuje energetickou účinnost a hustotu přenosu dat.

Partnerství: Mikrokroužkové modulátory Nvidie a platforma COUPE od TSMC

Jádrem spolupráce je hluboké technické partnerství. Nvidia navrhla křemíkové fotonické jádro založené na mikrokroužkových modulátorech (Micro Ring Modulator – MRM), což je průlom, který nově definuje možnou hustotu optických propojení . Dlouhodobou výzvou bylo vyrábět MRM ve velkém měřítku se zachováním precizní kontroly výroby, omezením teplotní citlivosti a zajištěním konzistentní vysokorychlostní modulace. Díky spolupráci s pokročilými výrobními procesy TSMC se Nvidii podařilo tyto výrobní problémy ve velkém měřítku vyřešit .

Společnost TSMC poskytuje základní obalovací platformu nazvanou COUPE (Compact Universal Photonic Engine). Ta propojuje 65nanometrový elektronický integrovaný obvod (EIC) s fotonickým integrovaným obvodem (PIC) pomocí nejpokročilejších obalovacích technologií TSMC: hybridního bondování SoIC-X pro 3D vrstvení a CoWoS pro sestavení čipu na waferu na substrátu . Výsledkem je 3D vrstvený křemíkový fotonický engine – první svého druhu na světě – který leží přímo vedle přepínacího ASIC v jediném pouzdře .

TSMC zahájila masovou výrobu platformy COUPE v dubnu 2026, což představuje historicky první případ, kdy přední slévárna vyrábí křemíkovou fotoniku ve velkém měřítku pro aplikace v AI datových centrech .

Jak integrovaná optika funguje – a proč je to zásadní

Tradiční síťové přepínače používají vysouvací optické transceivery (vysílače/přijímače) zapojené do čelního panelu. Data musí putovat jako elektrické signály z přepínacího ASIC přes plošný spoj k samostatnému transceiveru, kde teprve dochází k převodu na světlo. Tato vzdálenost způsobuje značné ztráty signálu – často kolem 22 dB – a vyžaduje energeticky náročné obvody pro korekci zkreslení, které generují velké množství tepla .

„Co-packaged optics“ (integrovaná optika) tento problém odstraňuje. Umístěním optického jádra do stejného pouzdra jako přepínací ASIC se elektrická cesta zkracuje na úroveň substrátu. Světlo vstupuje do pouzdra přímo přes vlákno a je převáděno s minimálním elektrickým „cestováním“. Přínos je markantní:

• Ztráta signálu klesá z ~22 dB na ~4 dB .
• Spotřeba energie klesá až na 9 wattů na 1,6Tb/s port, oproti přibližně 30 wattům u tradičních vysouvacích optik .

Nejedná se o marginální zlepšení. Přístup Nvidie a TSMC přináší 3,5× až 5× nižší spotřebu na port ve srovnání s konvenčními metodami propojení . V masivním měřítku moderní AI továrny se stovkami tisíc GPU tyto úspory znamenají megawatty ušetřené energie a mnohem odolnější a chladnější síťovou infrastrukturu.

Spectrum-X Photonics: Výkon a škálovatelnost

Nová řada Spectrum-X Photonics posouvá výkonnostní limity. Varianta SN6800 nabízí až 409,6 Tb/s agregované propustnosti v jediném přepínači díky 512 portům o rychlosti 800 Gb/s (nebo hustší konfigurace až 2 048 portů při 200 Gb/s) . Kompaktnější verze, SN6810, poskytuje 102,4 Tb/s prostřednictvím 128 portů o rychlosti 800 Gb/s .

Tyto přepínače jsou vybaveny kapalinovým chlazením a jsou navrženy pro ethernetové AI infrastruktury, které hyperskalární společnosti a velké podniky budují pro trénování a provoz generativních modelů umělé inteligence. Nvidia staví Spectrum-X Photonics jako nezbytnou infrastrukturu pro propojení clusterů s více než milionem GPU napříč masivními „AI továrnami“ v jediné budově .

Dodávky a dostupnost

Technologie se přesunula od oznámení k reálným dodávkám. Nvidia formálně začala dodávat přepínač Spectrum-X CPO vybraným partnerům začátkem června 2026, což potvrdil seniorní viceprezident pro sítě Gilad Shainer na konferenci GTC na Tchaj-wanu . Dřívější fotonický přepínač Quantum-X InfiniBand, který používá stejnou základní technologii CPO, se začal dodávat již na začátku roku 2026 .

Široká dostupnost ethernetových přepínačů Spectrum-X Photonics od předních prodejců infrastruktury se očekává v druhé polovině roku 2026, což bude znamenat rozsáhlé komerční uvedení této technologie křemíkové fotoniky .

Spolupráce mezi návrhářskou zdatností Nvidie a výrobními schopnostmi TSMC posunula křemíkovou fotoniku z výzkumu přímo do expedovaného produktu a nabízí praktickou cestu ke škálování AI bez nárazu do energetické zdi.