Quantum-2: Nvidia baut riesigen 400-GBit/s-Switch-Prozessor

Kein Datacenter ohne Switches: Mit dem Quantum-2 bringt Nvidia die nächste Generation, deren Komplexität viele Chips weit übertrifft.

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Quantum-2 als Basis für Switches mit bis zu 50,2 TBit/s
Quantum-2 als Basis für Switches mit bis zu 50,2 TBit/s (Bild: Nvidia)

Nvidia hat mit Quantum-2 eine neue Switch-Lösung für Rechenzentren vorgestellt, die überdies einen NIC (Network Interface Controller) namens ConnectX-7 und eine DPU (Data Processing Unit) namens Bluefield-3 integriert.

Mit satten 57 Milliarden Transistoren aus TSMCs 7N-Fertigung ist der Quantum-2-Chip komplexer als Nvidias A100-Beschleuniger für Supercomputer; tatsächlich weisen nur wenige Designs wie Alibabas Yitian 710 mehr Schaltungen auf.

Laut Nvidia kann der Quantum-2 bis zu 64 Ports mit 400 GBit/s und insgesamt 50,2 TBit/s bereitstellen - beim Vorgänger (PDF) war bei 16 GBit/s bereits Schluss. Mit dem Quantum-2 sollen sich überdies Systeme bauen lassen, die 2.048 Ports ausweisen.

Quantum-2 mit ConnectX-7 oder Bluefield-3

Der Switch-Chip wird durch den ConnectX-7-Infiniband-NIC ergänzt, ebenfalls eine Neuvorstellung mit acht Milliarden Transistoren via TSMCs 7N. Darin stecken 16 Cortex-CPU-Kerne, Crypto-Beschleuniger für 400 GBit/s und Hardware für GPU-Direct-Storage. Die PCIe-Gen5-x16-Steckkarte ist allerdings nur eine von zwei Optionen, die Nvidia für Quantum-2 vorsieht.

  • Quantum-2 (Bild: Nvidia)
  • ConnnectX-7 (Bild: Nvidia)
  • Bluefield-3 (Bild: Nvidia)
  • Quantum-2 (Bild: Nvidia)
  • Quantum-2 (Bild: Nvidia)
Quantum-2 (Bild: Nvidia)

Alternativ wird Bluefield-3 eingesetzt: Diese Infrastruktur-Prozessoren entlasten die eigentlichen Server-CPUs, indem Netzwerk-, Sicherheits- und Storage-Aufgaben an die Bluefield-DPUs ausgelagert werden. Mit 22 Milliarden Transistoren per TSMCs 7N geht Nvidia auch hier in die Vollen.

Quantum-2 wird Nvidia zufolge derzeit an Partner verteilt, die Bemusterung mit dem ConnectX-7 soll im Januar 2022 erfolgen und Samples von Bluefield-3 sind für Mai kommenden Jahres geplant. Alle drei Lösungen sind Entwicklungen von Mellanox, die Nvidia für sieben Milliarden US-Dollar übernommen hatte, um die eigene Position im Datacenter-Segment zu stärken.

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