علم

جیسا کہ NVIDIA کے GB300 NVL72 سسٹمز بڑے-پیمانے پر AI ٹریننگ اور انفرنس کے لیے تیار ہو رہے ہیں، ایک سوال ڈیٹا-سینٹر انجینئرنگ مباحثوں میں سرفہرست رہتا ہے: آپ آپٹیکل انٹرکنیکٹس کو کیسے ٹھنڈا رکھتے ہیں؟ GB300 ریک میں GPUs، CPUs اور سوئچ سلکان پہلے سے ہی مائع-ٹھنڈے ہیں، لیکن پلگ ایبل آپٹیکل ٹرانسیور جو ٹریفک کو سوئچ اور NICs کے درمیان منتقل کرتے ہیں ایک مختلف تھرمل نظام میں بیٹھتے ہیں۔ جیسا کہ ماڈیول کی رفتار 1.6T اور 3.2T کی طرف بڑھ رہی ہے، ان کی حرارت کو نظر انداز کرنا مشکل ہوتا جا رہا ہے۔

حال ہی میں، دعوے گردش کر رہے ہیں کہ وسرجن مائع-کولڈ 3.2T آپٹیکل ماڈیولز بڑے پیمانے پر پیداوار میں داخل ہو چکے ہیں اور ان کو اپنایا گیا ہے۔تمامGB300 کلسٹرز۔ یہ فریمنگ اس بات کو بڑھاوا دیتی ہے کہ ٹیکنالوجی اصل میں کہاں ہے۔ یہ مضمون اس بات کو الگ کرتا ہے کہ عوامی طور پر اس بات کی تصدیق کی جاتی ہے کہ وینڈر کے دعوے یا پروجیکشن کیا باقی رہتا ہے، اس بات کی وضاحت کرتا ہے کہ مائع-کولڈ آپٹیکل ماڈیول کیا ہوتا ہے، اور یہ دکھاتا ہے کہ یہ NVIDIA کے کو-پیکیجڈ آپٹکس اور سلکان فوٹونکس کے انکشاف شدہ روڈ میپ کے ساتھ کیسے فٹ بیٹھتا ہے۔

مائع-کولڈ آپٹیکل ماڈیول کیا ہے؟

ایک پلگ ایبل آپٹیکل ٹرانسیور فائبر پر ٹرانسمیشن کے لیے سوئچ یا NIC سے برقی سگنلز کو روشنی میں تبدیل کرتا ہے، اور دوبارہ واپس۔ زیادہ تر حرارت الیکٹریکل سائیڈ - DSP، لیزر ڈرائیور اور ٹرانسمپیڈینس ایمپلیفائر (TIA) سے آتی ہے۔ روایتی طور پر یہ ماڈیولز، OSFP یا QSFP-DD فارم فیکٹرز میں، ایئر کولنگ پر انحصار کرتے ہیں: ماڈیول کی سطح پر ایک ہیٹ سنک، پنکھے اور چیسس ایئر فلو کے ساتھ گرمی کو دور لے جاتے ہیں۔

ایک مائع-ٹھنڈا آپٹیکل ماڈیول مائع راستے کے ساتھ ہوا کے بہاؤ کو تبدیل کرتا ہے یا اس کی تکمیل کرتا ہے۔ عملی طور پر، آج زیر بحث زیادہ تر ڈیزائن aکولڈ پلیٹ یا مائیکرو چینل کا ڈھانچہمعیاری OSFP-کلاس ہاؤسنگ میں، لہذا کولنٹ ریک ایئر فلو پر منحصر ہونے کے بجائے براہ راست ماڈیول سے گرمی کو ہٹاتا ہے۔ یہ ہےنہیںمکمل وسرجن کولنگ کی طرح، جہاں اجزاء ڈائی الیکٹرک سیال میں ڈوب جاتے ہیں۔ دونوں نقطہ نظر وسیع تر مارکیٹ میں موجود ہیں، لیکن جب آپ کسی مخصوص پروڈکٹ کے دعوے کا جائزہ لیتے ہیں تو فرق بہت زیادہ اہمیت رکھتا ہے۔ اگر آپ ماڈیول فیملیز کا موازنہ کر رہے ہیں، تو یہ بنیادی باتوں سے شروع کرنے میں مدد کرتا ہے۔ہائی-اسپیڈ ٹرانسیور ماڈیولز اور ان کے آپٹیکل اجزاء.

اے آئی کلسٹرز آپٹکس کو ماضی کی ایئر کولنگ کیوں دھکیل رہے ہیں۔

دو رجحانات آپس میں ٹکرا رہے ہیں۔ ماڈیول کی رفتار بڑھ رہی ہے، اور ان کے ساتھ فی-ماڈیول پاور بڑھ رہی ہے۔ صنعت کے تخمینے میں 800G ماڈیولز تقریباً 14–20W اور 1.6T کلائنٹ آپٹکس کو 20–25W کے قریب رکھتے ہیں، جس میں مربوط اور DCI متغیرات زیادہ ہیں۔ OSFP فارم فیکٹر کا انتخاب جزوی طور پر کیا گیا تھا کیونکہ یہ اس لفافے کے لیے ایک مربوط ہیٹ سنک کو ایڈجسٹ کر سکتا ہے - لیکن جیسے ہی 200G-فی-لین آپٹکس اور 3.2T ماڈیول آتے ہیں، یہ تھرمل بجٹ مزید سخت ہوتا جاتا ہے۔

ایک ہی وقت میں، ریک کی طاقت چڑھ رہی ہے. ایک GB300 NVL72 ریک 120–140kW کے آرڈر پر تیار ہوتا ہے اور اسے بنیادی طور پر مائع کے ذریعے ٹھنڈا کیا جاتا ہے۔ جب زیادہ تر ریک انتہائی کثافت پر چلتا ہے اور آس پاس کی سہولت مائع لوپس کے ارد گرد بنائی جاتی ہے، تو ہوا کے ٹھنڈے اجزاء کمپیوٹ کے بجائے ڈیزائن کا عجیب حصہ بن سکتے ہیں۔ یہ مائع-کولڈ آپٹکس میں دلچسپی کے پیچھے اصل محرک ہے: یہ نہیں کہ آپٹکس اچانک ہی حرارت کا واحد سب سے بڑا ذریعہ ہیں، بلکہ یہبصورت دیگر مکمل مائع-ٹھنڈا، انتہائی-گھنے ماحول میں ہوا کو ٹھنڈا کرنا مشکل تر ہو جاتا ہے۔. اس کثافت پر منصوبہ بندی کرنے والی ٹیموں کے لیے، مجموعی طور پر ایک عنصر کے طور پر آپٹکس کے بارے میں سوچنا ضروری ہے۔ڈیٹا سینٹر کنیکٹوٹی کی حکمت عملیتنہائی کے بجائے۔

ایئر-کولڈ بمقابلہ مائع-ٹھنڈا آپٹیکل ٹرانسیور

دونوں نقطہ نظر مختلف مسائل کو حل کرتے ہیں اور مختلف تجارت-کا فائدہ اٹھاتے ہیں۔ مندرجہ ذیل جدول عملی اختلافات کا خلاصہ کرتا ہے جیسا کہ وہ آج کھڑے ہیں۔

صحیح انتخاب ریک کی طاقت کی کثافت، فارم فیکٹر، اور کتنی سہولت پہلے سے مائع- ٹھنڈا ہے اس پر منحصر ہے۔ اب زیادہ تر تعیناتیوں کی ترسیل کے لیے، ایئر-کولڈ پلگ ایبلز - بشمول 800G اور 1.6T OSFP ماڈیولز - ڈیفالٹ رہتے ہیں۔ پر ایک قریبی نظر800G OSFP فارم فیکٹر اور اس کا تھرمل ڈیزائنیہ ظاہر کرتا ہے کہ روایتی ماڈیولز کو ان کے ایئر-ٹھنڈے لفافے میں رکھنے میں پہلے سے کتنی انجینئرنگ ہوتی ہے۔

یہ GB300 NVL72 اور NVIDIA کے آپٹکس روڈ میپ سے کیسے متعلق ہے

کسی بھی "لیکویڈ-کولڈ آپٹکس ہر جگہ موجود ہیں" بیانیہ کو قبول کرنے سے پہلے دو عوامی دستاویزی حقائق پر روشنی ڈالنے کے قابل ہیں۔

سب سے پہلے،GB300 NVL72 ایک مکمل طور پر مائع-ٹھنڈا، ریک-اسکیل سسٹم ہے- لیکن مائع لوپ GPUs، Grace CPUs، NVSwitch ٹرے اور ConnectX-8 نیٹ ورک اڈاپٹرز کو نشانہ بناتا ہے۔ میںشائع OEM حوالہ ڈیزائن، OSFP آپٹیکل ماڈیولز، اسٹوریج اور پاور-تقسیم کے اجزاء ہیںہوا-ٹھنڈیجس میں تقریباً 90% ریک ہیٹ مائع اور بقیہ ہوا کے ذریعے حاصل کی جاتی ہے۔ دوسرے الفاظ میں، شپنگ ریفرنس آرکیٹیکچر میں، پلگ ایبل آپٹکس خود مائع-ٹھنڈا نہیں ہوتے ہیں۔

دوسرا، پیمانے پر آپٹیکل پاور کو کاٹنے کے لیے NVIDIA کی ظاہر کردہ حکمت عملی ہے۔co-پیکیجڈ آپٹکس (CPO)، وسرجن نہیں-ٹھنڈا پلگ ایبل۔ GTC 2025 میں کمپنیاعلان کردہ سپیکٹرم-X اور کوانٹم-X فوٹوونکس سوئچزجو سلیکون فوٹوونکس کو سوئچ ASIC کے ساتھ براہ راست مربوط کرتے ہیں، تقریباً 3.5x بہتر بجلی کی کارکردگی اور روایتی پلگ ایبل ٹرانسسیورز کے مقابلے میں 4x کم لیزرز کا حوالہ دیتے ہیں۔ کوانٹم-X فوٹوونکس سوئچ خود اپنے آن-پیکیج سلکان فوٹوونکس کے لیے مائع کولنگ کا استعمال کرتا ہے۔ پلگ ایبل آپٹکس اس روڈ میپ میں غائب نہیں ہوتے ہیں - سپلائرز بشمول Innolight، Coherent، Eoptolink اور Fabrinet ان کی حمایت کرتے رہتے ہیں - لیکن NVIDIA کی ہیڈ لائن پاور سیونگز CPO کی طرف سے آتی ہیں۔ اس پس منظر کے لیے کہ انڈسٹری آپٹکس کو پیکج پر کیوں منتقل کر رہی ہے، یہco-پیکیجڈ آپٹکس پر تکنیکی وضاحت کنندہایک مفید پرائمر ہے، اور یہ وسیع تر نظریہ کے ساتھ اچھی طرح جوڑتا ہے۔سلکان فوٹوونکس اور کیبلنگ اس پر منحصر ہے۔.

لہذا درست تصویر تہہ دار ہے: GB300 میں مائع کولنگ اصلی اور ریک کا مرکزی حصہ ہے۔ CPO اور سلکان فوٹوونکس NVIDIA کی بیان کردہ آپٹکس پاور حکمت عملی ہیں؛ اور "Imersion liquid-cooled 3.2T پلگ ایبل ماڈیول جو تمام GB300 کلسٹرز میں اپنایا گیا ہے"نہیںکچھ عوامی ریکارڈ فی الحال سپورٹ کرتا ہے۔ ہائی-کثافت کا باہمی ربط اب بھی روایتی ساختی فائبر پر بہت زیادہ جھکاؤ رکھتا ہے، جیسےAI ڈیٹا سینٹرز کے لیے MPO کیبلنگ.

کیا جرات مندانہ دعوے درست ہو جاتے ہیں؟

"بریک تھرو" فریمنگ میں سب کچھ غلط نہیں ہے۔ مسئلہ یہ ہے کہ تصدیق شدہ رجحانات کو غیر تصدیق شدہ تفصیلات کے ساتھ ملایا جاتا ہے۔ یہاں ایک عملی تقسیم ہے۔

معقول حد تک حمایت یافتہ:

• AI کلسٹرز زیادہ انٹر کنیکٹ بینڈوتھ، پاور اور تھرمل کثافت چلا رہے ہیں۔
• GB300 NVL72 ایک مائع-ٹھنڈا، ریک-اسکیل سسٹم ہے۔
• Co-پیکیجڈ آپٹکس اور سلکان فوٹوونکس AI نیٹ ورکنگ کے لیے NVIDIA کی ایک بڑی سمت ہیں۔
• مائع-کولڈ پلگ ایبل آپٹکس (کولڈ-پلیٹ یا مائیکرو چینل ڈیزائن) ایک حقیقی ابھرتی ہوئی R&D اور ابتدائی-مصنوعات کی سمت ہیں۔

ایسے دعوے جن پر انحصار کرنے سے پہلے ایک نامزد، قابل تصدیق ذریعہ کی ضرورت ہے:

• وہ آپٹکس GB300 ریک میں "سب سے بڑی تھرمل رکاوٹ" ہیں، GPUs سے آگے۔
• مخصوص اعداد و شمار جیسے کہ 85 ڈگری ماڈیول کیس کا درجہ حرارت، 38W فی ماڈیول، "30% ریک اسپیس،" یا "20% کلسٹر پاور۔"
• اس مخصوص دکانداروں کے پاس بڑے پیمانے پر-ڈورنے والے مائع-کولڈ 3.2T پلگ ایبل ماڈیولز ہیں جو تمام Q3 2026 GB300 کلسٹرز میں اپنائے گئے ہیں۔
• نامزد گاہک کی تعیناتی کے نتائج اور نتائج کے نمبر جیسے کہ 22% ٹریننگ-تھرو پٹ فائدہ یا 20% زیادہ GPU کثافت۔
• پروجیکشن کہ نئے AI-کلسٹر آپٹیکل ماڈیولز کا 80% مائع-2027 تک ٹھنڈا ہو جائے گا۔

اگر آپ خریداری یا صلاحیت کی منصوبہ بندی کے لیے ان کا وزن کر رہے ہیں، تو بنیادی ماخذ کے لیے پوچھیں: ایک OEM حوالہ ڈیزائن، ایک MSA یا معیاری دستاویز، بیان کردہ شرائط کے ساتھ ایک وینڈر ڈیٹا شیٹ، یا ایک متعین ٹیسٹ سیٹ اپ کے ساتھ پیمائش (ماڈیول کی قسم، پاور، ایئر فلو یا کولنٹ کا درجہ حرارت، بندرگاہ کی کثافت)۔ اس قسم کے ٹرائیج کے لیے ایک مددگار فریم الگ ہو رہا ہے۔آپٹیکل-ماڈیول روڈ میپ پر موجود چیزوں سے آج کیا کیا جا رہا ہے۔.

مستقبل کا آؤٹ لک: 1.6T، 3.2T، CPO اور Silicon Photonics

سفر کی سمت واضح ہے یہاں تک کہ جہاں درست تاریخیں نہیں ہیں. 1.6T آپٹکس - زیادہ تر OSFP پر-XD فارم فیکٹر - تیزی سے بڑھ رہے ہیں، 3.2T اس دہائی کے بعد کے روڈ میپ پر ہے، اور فی-لین ریٹ 200G اور اس سے آگے بڑھ رہے ہیں۔ ہر قدم سے ہر-ماڈیول پاور میں اضافہ ہوتا ہے، یہی وجہ ہے کہ صنعت ایک ساتھ کئی راستوں پر چل رہی ہے: 3nm اور 2nm نوڈس پر کم-پاور DSPs، لکیری-ڈرائیو اور لکیری پلگ ایبل آپٹکس، کو-پیکیجڈ آپٹکس، اور بہتر لِیڈمل ڈیزائن سمیت۔

یہ راستے ایک دوسرے سے الگ ہونے کے بجائے تکمیلی ہیں۔ دی گئی تعیناتی پر کون سا غلبہ رکھتا ہے اس کا انحصار رسائی، کثافت، خدمت کی اہلیت اور لاگت پر ہوگا - کسی ایک "بریک تھرو" پر نہیں۔ مائع-کولڈ آپٹکس سب سے گھنے ریکوں میں اچھی طرح سے جگہ حاصل کر سکتے ہیں، لیکن متعدد میں سے ایک ٹول کے طور پر، وہاں تعینات کیا جاتا ہے جہاں تھرمل اور کثافت کی ریاضی درحقیقت اس کی ضرورت ہوتی ہے۔

اکثر پوچھے گئے سوالات

کیا مائع-کولڈ آپٹیکل ماڈیول تجارتی طور پر دستیاب ہیں؟

OSFP-کلاس فارم فیکٹر - میں مائع-کولڈ پلگ ایبل آپٹکس - عام طور پر کولڈ-پلیٹ یا مائیکرو چینل ڈیزائن موجود ہیں اور ان کا مظاہرہ کیا جا رہا ہے، لیکن یہ ابتدائی ہیں اور مرکزی دھارے کا انتخاب نہیں ہے۔ زیادہ تر شپنگ AI فیبرکس اب بھی ایئر-کولڈ 800G اور 1.6T پلگ ایبل استعمال کرتے ہیں۔

کیا GB300 کلسٹرز کو مائع-کولڈ آپٹکس کی ضرورت ہے؟

نمبر۔ GB300 NVL72 ریک مجموعی طور پر مائع- ٹھنڈا ہے، لیکن شائع شدہ حوالہ ڈیزائن OSFP آپٹیکل ماڈیولز کو ہوا سے ٹھنڈا کرتے ہیں، مائع نہیں۔ GPUs، CPUs، NVSwitch اور NICs مائع-ٹھنڈے حصے ہیں۔

پلگ ایبل آپٹکس اور سی پی او میں کیا فرق ہے؟

ایک پلگ ایبل ٹرانسیور ایک الگ، گرم-سوائپ ایبل ماڈیول ہے جسے آپ سوئچ یا NIC پورٹ میں داخل کرتے ہیں۔ Co-پیکیجڈ آپٹکس آپٹیکل انجن کو سوئچ چپ کی طرح ایک ہی پیکج میں ضم کرتا ہے، سروس ایبلٹی کی قیمت پر پاور اور لیٹنسی - کو کم کرنے کے لیے برقی راستے کو چھوٹا کرتا ہے، اور مختلف (اکثر مائع-اسسٹڈ) کولنگ کے ساتھ۔

AI کلسٹرز میں آپٹیکل ماڈیولز زیادہ گرم کیوں ہوتے ہیں؟

DSP، ڈرائیورز اور TIAs میں ڈیٹا کی زیادہ شرحوں کو زیادہ سگنل پروسیسنگ کی ضرورت ہوتی ہے، جو کہ فی-ماڈیول پاور کو بڑھاتا ہے۔ بہت سے ہائی-پاور ماڈیولز کو ایک گھنے، ہائی-واٹج ریک میں پیک کریں اور مقامی تھرمل بوجھ اس سے زیادہ ہو سکتا ہے جو ایئر کولنگ آرام سے ہینڈل کرتا ہے۔

کیا وسرجن کولنگ ایک مائع-کولڈ آپٹیکل ماڈیول کی طرح ہے؟

ضروری نہیں۔ ڈوبنے سے اجزاء کو ڈائی الیکٹرک سیال میں ڈوب جاتا ہے، جب کہ زیادہ تر "مائع-کولڈ آپٹیکل ماڈیول" کے ڈیزائن جن پر آج بحث کی گئی ہے وہ کولڈ پلیٹ یا مائیکرو چینل لے جانے والے کولنٹ کا استعمال کرتے ہیں۔ وہ مختلف اعتبار، سگ ماہی اور خدمت کے قابل غور و فکر کے ساتھ مختلف نقطہ نظر ہیں۔

کلیدی ٹیک ویز

• آپٹیکل انٹر کنیکٹس کا تھرمل مینجمنٹ گھنے، مائع-ٹھنڈے AI ریکوں میں ایک حقیقی ڈیزائن کی رکاوٹ بن رہا ہے۔
• مائع-کولڈ پلگ ایبل آپٹکس ایک ابھرتا ہوا اختیار ہے - زیادہ تر ٹھنڈا-پلیٹ یا مائیکرو چینل وسرجن - کے بجائے اور ابھی تک مین اسٹریم نہیں ہے۔
• GB300 NVL72 مائع-ٹھنڈا ہے، لیکن اس کے OSFP آپٹیکل ماڈیولز حوالہ ڈیزائن میں ہوا کو ٹھنڈا-کیا گیا ہے۔
• آپٹکس کے لیے NVIDIA کی ظاہر کردہ پاور حکمت عملی co-پیکیجڈ سلکان فوٹوونکس ہے۔
• مخصوص اعداد و شمار اور "پہلے ہی ہر جگہ تعینات" کے دعووں کو احتیاط کے ساتھ پیش کریں جب تک کہ کوئی بنیادی ذریعہ ان کی پشت پناہی نہ کرے۔