המתגים האופטיים של Nvidia ו-TSMC יוצאים לדרך: מהירה וחיסכון באנרגיה עצום למרכזי נתונים של AI

Nvidia עשתה צעד מכריע לקראת פתרון צוואר הבקבוק של צריכת החשמל ושלמות האותות, שאיים לבלום את צמיחתם של מרכזי נתוני ה-AI הגדולים ביותר. בתחילת יוני 2026, אישרה החברה כי החלה לשלוח לשותפים נבחרים את הדור הבא של מתג Spectrum-X CPO (אופטיקה משולבת במארז), שפותח ויוצר בשותפות עם TSMC . המתגים בנויים על פלטפורמת הפוטוניקת סיליקון COUPE (מנוע פוטוני אוניברסלי קומפקטי) של TSMC, טכנולוגיה המשלבת מנועים אופטיים ושבבי סיליקון של המתג למודול יחיד, לשיפור דרמטי ביעילות האנרגטית ובצפיפות רוחב הפס.

השותפות: מנוע ה-MRM של Nvidia פוגש את פלטפורמת COUPE של TSMC

בלב השותפות הזו נמצאת שותפות טכנית עמוקה. Nvidia תכננה מנוע פוטוניקת סיליקון המבוסס על מאפנן מיקרו-טבעתי (MRM), פריצת דרך שמגדירה מחדש את צפיפות החיבורים האופטיים האפשרית . האתגר מאז ומתמיד היה ייצור המוני של רכיבי MRM תוך שמירה על בקרת ייצור מדויקת, התמודדות עם רגישות תרמית והבטחת אפנון עקבי במהירות גבוהה. בעזרת ההנדסה המתקדמת של TSMC, Nvidia פתרה את אתגרי הייצור האלו בקנה מידה מסחרי .

TSMC מספקת את פלטפורמת האריזה הבסיסית, הנקראת COUPE (Compact Universal Photonic Engine). פלטפורמה זו משלבת מעגל משולב אלקטרוני (EIC) ב-65 ננומטר עם מעגל משולב פוטוני (PIC) תוך שימוש בטכנולוגיות האריזה המתקדמות ביותר של TSMC: חיבור היברידי SoIC-X לערימה תלת-ממדית ו-CoWoS להרכבת שבב על גבי פרוסה על גבי מצע . התוצאה היא מנוע פוטוניקת סיליקון תלת-ממדי – הראשון מסוגו בעולם – שיושב ישירות לצד שבב ה-Spectrum-X בתוך מארז יחיד .

TSMC החלה בייצור המוני של פלטפורמת COUPE באפריל 2026, ציון דרך היסטורי שבו לראשונה יצרנית שבבים מובילה מייצרת פוטוניקת סיליקון בקנה מידה מסחרי עבור יישומי מרכזי נתונים של AI .

איך אופטיקה משולבת עובדת – ולמה זה כל כך חשוב

מתגי רשת מסורתיים משתמשים במשדרים אופטיים נתיקים (pluggable transceivers) המורכבים בלוח הקדמי. המידע חייב לעבור כאותות חשמליים מהשבב של המתג, דרך המעגל המודפס, אל המשדר הנפרד, שם מתבצעת ההמרה לאור. המרחק הזה יוצר אובדן אות משמעותי – לעיתים קרובות סביב 22 dB – ודורש מעגלי השוואה צורכי חשמל, המייצרים חום רב .

אופטיקה משולבת במארז פותרת בעיה זו. על ידי מיקום המנוע האופטי באותו מארז יחד עם שבב המתג, המסלול החשמלי מתקצר לרמת המצע. האור נכנס ישירות אל המארז דרך סיב אופטי ומומר במינימום מעבר חשמלי. התועלת דרמטית:

• אובדן האותות צונח מ-22 dB לכ-4 dB .
• צריכת החשמל יורדת לכ-9 וואט בלבד לפורט של 1.6 טרה-ביט לשנייה, לעומת כ-30 וואט עבור רכיבים אופטיים מסורתיים .

זהו לא שיפור שולי. הגישה של Nvidia ו-TSMC מספקת הפחתת צריכת חשמל של פי 3.5 עד 5 לפורט בהשוואה לשיטות חיבור קונבנציונליות . בקנה המידה העצום של מפעל AI מודרני עם מאות אלפי מעבדים גרפיים, החיסכון הזה מתורגם למגה-וואטים של חשמל שנחסך, ולתשתית רשת קרירה ועמידה הרבה יותר.

Spectrum-X Photonics: ביצועים ויכולות הרחבה

המשפחה החדשה של Spectrum-X Photonics דוחפת את גבולות הביצועים. דגם SN6800 מספק עד 409.6 טרה-ביט לשנייה של רוחב פס מצרפי במתג יחיד, המושג דרך 512 פורטים של 800 ג'יגה-ביט לשנייה (או בתצורות צפופות יותר של עד 2,048 פורטים ב-200 ג'יגה-ביט לשנייה) . גרסה קומפקטית יותר, SN6810, מספקת 102.4 טרה-ביט לשנייה דרך 128 פורטים של 800 ג'יגה-ביט לשנייה .

מתגים אלו מצוננים נוזלית ומיועדים לתשתיות AI מבוססות Ethernet אותן מרכיבים ספקי הענן הגדולים (Hyperscalers) והארגונים הגדולים כדי לאמן ולהריץ מודלים של בינה מלאכותית יוצרת. Nvidia מציבה את Spectrum-X Photonics כתשתית חיונית לחיבור אשכולות של למעלה ממיליון מעבדים גרפיים בתוך "מפעלי AI" עצומים בבניין יחיד .

משלוחים וזמינות

הטכנולוגיה עברה מהכרזה למשלוח בפועל. Nvidia החלה רשמית לספק את מתג ה-Spectrum-X CPO לשותפים נבחרים בתחילת יוני 2026, כפי שאישר סגן הנשיא הבכיר לתקשורת, גלעד שיינר, בכנס GTC בטאיוון . מתג Quantum-X InfiniBand photonics המוקדם יותר, המשתמש באותה טכנולוגיית CPO בסיסית, כבר החל להישלח בתחילת 2026 .

זמינות רחבה של מתגי ה-Spectrum-X Photonics Ethernet אצל ספקי התשתית המובילים צפויה במהלך המחצית השנייה של 2026, מה שמסמן את תחילת הפריסה המסחרית בקנה מידה גדול של טכנולוגיית פוטוניקת הסיליקון הזו .

שיתוף הפעולה בין התכנון של Nvidia לייצור של TSMC לקח את פוטוניקת הסיליקון מתחום המחקר למוצר חי ומשוגר, ומציע דרך מעשית להרחבת ה-AI מבלי להיתקל במחסום צריכת החשמל.