Bên trong Bộ chuyển mạch Quang học Spectrum-X của Nvidia và TSMC

TSMC đã bắt đầu sản xuất hàng loạt nền tảng COUPE vào tháng 4 năm 2026, đánh dấu lần đầu tiên một xưởng đúc hàng đầu thế giới sản xuất quang tử silicon ở quy mô lớn cho các ứng dụng trung tâm dữ liệu AI .

Quang học đồng đóng gói hoạt động như thế nào—và tại sao nó quan trọng

Các bộ chuyển mạch mạng truyền thống sử dụng các bộ thu phát quang cắm được vào bảng mặt trước. Dữ liệu phải truyền đi như tín hiệu điện từ ASIC chuyển mạch, băng qua bảng mạch in, đến một bộ thu phát riêng biệt, nơi quá trình chuyển đổi sang tín hiệu quang cuối cùng diễn ra. Khoảng cách này gây ra tổn thất tín hiệu đáng kể—thường vào khoảng 22 dB—và yêu cầu mạch cân bằng tiêu thụ nhiều điện năng, tạo ra một lượng nhiệt đáng kể .

Quang học đồng đóng gói loại bỏ vấn đề này. Bằng cách đặt công cụ quang học trong cùng một gói với ASIC chuyển mạch, đường dẫn điện được rút ngắn về cấp đế. Ánh sáng đi vào gói trực tiếp thông qua sợi quang và được chuyển đổi với hành trình điện tối thiểu. Lợi ích mang lại là rất rõ ràng:

• Tổn thất tín hiệu giảm từ ~22 dB xuống còn ~4 dB .
• Điện năng tiêu thụ giảm xuống chỉ còn 9 watt cho mỗi cổng 1,6 Tb/giây, so với khoảng 30 watt của quang học cắm được truyền thống .

Đây không phải là một cải tiến nhỏ. Cách tiếp cận của Nvidia và TSMC mang lại khả năng giảm điện năng từ 3,5 đến 5 lần cho mỗi cổng so với các phương pháp kết nối thông thường . Ở quy mô khổng lồ của một nhà máy AI hiện đại với hàng trăm nghìn GPU, những khoản tiết kiệm này đồng nghĩa với việc thu hồi lại hàng megawatt điện và một cấu trúc mạng hoạt động mát hơn, linh hoạt hơn nhiều.

Spectrum-X Photonics: Hiệu suất và Quy mô

Dòng sản phẩm Spectrum-X Photonics mới đẩy giới hạn hiệu suất lên cao. Biến thể SN6800 cung cấp lên đến 409,6 Tb/giây băng thông tổng hợp trong một bộ chuyển mạch duy nhất, đạt được thông qua 512 cổng 800 Gb/giây (hoặc các cấu hình dày đặc hơn lên đến 2.048 cổng ở tốc độ 200 Gb/giây) . Một phiên bản nhỏ gọn hơn, SN6810, cung cấp 102,4 Tb/giây qua 128 cổng 800 Gb/giây .

Các bộ chuyển mạch này được làm mát bằng chất lỏng và được thiết kế cho các cơ sở hạ tầng AI dựa trên Ethernet mà các nhà cung cấp dịch vụ đám mây siêu lớn và các doanh nghiệp lớn đang tập hợp để huấn luyện và vận hành các mô hình AI tạo sinh.

Lịch trình xuất xưởng và sự sẵn có

Công nghệ này đã chuyển từ giai đoạn công bố sang xuất xưởng. Nvidia chính thức bắt đầu giao hàng bộ chuyển mạch Spectrum-X CPO cho các đối tác chọn lọc vào đầu tháng 6 năm 2026, như đã được xác nhận bởi Phó chủ tịch cấp cao mảng Mạng lưới, Gilad Shainer, tại GTC Đài Loan . Dự kiến, các bộ chuyển mạch Ethernet Spectrum-X Photonics sẽ được phổ biến rộng rãi từ các nhà cung cấp cơ sở hạ tầng và hệ thống hàng đầu trong nửa cuối năm 2026, đánh dấu sự ra mắt thương mại quy mô lớn của công nghệ quang tử silicon này .

Sự hợp tác giữa thiết kế của Nvidia và năng lực sản xuất của TSMC đã đưa quang tử silicon từ phòng nghiên cứu ra thành sản phẩm thương mại, cung cấp một con đường thiết thực để mở rộng quy mô AI mà không va phải 'bức tường năng lượng'.