Nvidia i TSMC wysyłają przełączniki Spectrum-X Photonics: CPO dla centrów danych AI

Nvidia wykonała zdecydowany krok w kierunku rozwiązania problemów z poborem mocy i integralnością sygnału, które groziły zahamowaniem rozwoju największych centrów danych AI. Na początku czerwca 2026 roku firma potwierdziła, że rozpoczęła dostawy swojej nowej generacji przełączników Spectrum‑X CPO (ang. co‑packaged optics – optyka współpakowana) do wybranych partnerów. Urządzenia te, opracowane i wyprodukowane we współpracy z TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company) , powstały w oparciu o platformę fotoniczną COUPE (Compact Universal Photonic Engine) od TSMC. Jest to technologia, która umieszcza silniki optyczne i układ przełącznika w jednym module, aby radykalnie poprawić efektywność energetyczną i gęstość przepustowości.

Partnerstwo: Mikromodulatory Nvidii spotykają się z platformą COUPE od TSMC

Sednem tego partnerstwa jest głęboka współpraca technologiczna. Nvidia zaprojektowała krzemowy silnik fotoniczny oparty na mikromodulatorze pierścieniowym (MRM – Micro Ring Modulator) – przełom, który na nowo definiuje możliwą gęstość połączeń optycznych . Wyzwaniem od zawsze była produkcja MRM na masową skalę przy zachowaniu precyzyjnej kontroli procesu wytwarzania, niwelowaniu wrażliwości termicznej i zapewnieniu stabilnej, szybkiej modulacji. Dzięki zaawansowanej inżynierii procesowej TSMC, Nvidia rozwiązała te problemy produkcyjne .

TSMC dostarcza fundament w postaci platformy opakowania o nazwie COUPE (Compact Universal Photonic Engine). Platforma ta integruje 65-nanometrowy elektroniczny układ scalony (EIC) z fotonicznym układem scalonym (PIC) przy użyciu najbardziej zaawansowanych technologii opakowania TSMC: łączenia hybrydowego SoIC‑X do stosowania 3D oraz CoWoS do montażu układów na podłożu krzemowym . Rezultatem jest pierwszy na świecie trójwymiarowo ułożony (3D-stacked) krzemowy silnik fotoniczny, który znajduje się bezpośrednio obok układu ASIC przełącznika Spectrum‑X w pojedynczej obudowie .

TSMC rozpoczęło masową produkcję platformy COUPE w kwietniu 2026 roku, co było pierwszym przypadkiem, gdy wiodąca odlewnia półprzewodników (foundry) produkowała fotonikę krzemową na taką skalę z przeznaczeniem dla centrów danych AI .

Jak działa optyka współpakowana (CPO) – i dlaczego to przełom

Tradycyjne przełączniki sieciowe używają wtykanych modułów optycznych (transceiverów) montowanych na przednim panelu. Dane muszą pokonać drogę jako sygnały elektryczne z układu ASIC przełącznika, przez płytkę drukowaną, aż do oddzielnego transceivera, gdzie następuje konwersja na światło. Ta odległość powoduje znaczną utratę sygnału – często około 22 dB – i wymaga energochłonnych układów korekcji, generując przy tym dużo ciepła .

Optyka współpakowana eliminuje ten problem. Umieszczając silnik optyczny w tej samej obudowie co układ ASIC przełącznika, ścieżka elektryczna zostaje skrócona do poziomu podłoża. Światło wchodzi do obudowy bezpośrednio przez włókno i jest konwertowane przy minimalnym przesyle elektrycznym. Korzyści są ogromne:

• Straty sygnału spadają z ~22 dB do ~4 dB .
• Zużycie energii wynosi zaledwie 9 watów na port 1,6 Tb/s, w porównaniu do około 30 watów w przypadku tradycyjnej optyki wtykanej .

To nie jest marginalna poprawa. Podejście Nvidii i TSMC zapewnia 3,5- do 5-krotną redukcję zużycia energii na port w porównaniu z konwencjonalnymi metodami połączeń . W ogromnej skali nowoczesnej „fabryki AI”, wyposażonej w setki tysięcy procesorów graficznych (GPU), te oszczędności przekładają się na odzyskanie megawatów energii i znacznie bardziej stabilną oraz chłodniej pracującą sieć.

Spectrum‑X Photonics: Wydajność i skala

Nowa linia Spectrum‑X Photonics przesuwa granice możliwości. Wariant SN6800 oferuje do 409,6 Tb/s łącznej przepustowości w jednym przełączniku, co osiągnięto dzięki 512 portom 800 Gb/s (lub gęstszym konfiguracjom skalującym się do 2048 portów przy prędkości 200 Gb/s) . Mniejszy model, SN6810, zapewnia 102,4 Tb/s przez 128 portów 800 Gb/s .

Przełączniki te są chłodzone cieczą i zaprojektowane dla opartych na Ethernecie infrastruktur AI, które montują dostawcy usług chmurowych (hyperscalerzy) i duże przedsiębiorstwa do trenowania oraz uruchamiania generatywnych modeli AI. Nvidia pozycjonuje Spectrum‑X Photonics jako niezbędną infrastrukturę do łączenia klastrów składających się z ponad miliona GPU w ramach gigantycznych „fabryk AI” mieszczących się w jednym budynku .

Dostawy i dostępność

Technologia przeszła z etapu zapowiedzi do fizycznych dostaw. Nvidia formalnie rozpoczęła przekazywanie przełącznika Spectrum‑X CPO wybranym partnerom na początku czerwca 2026 roku, co potwierdził Gilad Shainer, starszy wiceprezes ds. sieci, podczas konferencji GTC na Tajwanie . Wcześniejszy fotoniczny przełącznik Quantum‑X InfiniBand, wykorzystujący tę samą technologię CPO, zaczął być wysyłany na początku 2026 roku .

Szeroka dostępność przełączników Ethernet Spectrum‑X Photonics od wiodących dostawców infrastruktury i systemów spodziewana jest w drugiej połowie 2026 roku, co będzie oznaczać komercyjne wdrożenie tej technologii fotonicznej na dużą skalę .

Współpraca między projektem Nvidii a produkcją TSMC przeniosła fotonikę krzemową z laboratoriów badawczych do fizycznego produktu, oferując praktyczną ścieżkę skalowania AI bez uderzania w ścianę ograniczeń energetycznych.