Broadcom Tomahawk Ultra — новый чип-коммутатор со скоростью 51,2 Тбит/с

Компания Broadcom анонсировала чип-коммутатор Tomahawk Ultra, разработанный специально для кластеров высокопроизводительных вычислений и платформ для разработки искусственного интеллекта. Ожидается, что новинка станет альтернативой коммутаторов InfiniBand в традиционных суперкомпьютерах, NVLink в стоечных конфигурациях типа NVIDIA GB200 NVL72, а также Ultra Accelerator Link (UALink) в масштабируемых центров обработки данных с гетерогенными компонентами.

Ключевые преимущества чипа Tomahawk Ultra. Источник: Broadcom.

Разработка Tomahawk Ultra выполнялась в рамках инициативы Broadcom Scaling Up Ethernet (SUE). Технология обеспечивает поддержку масштабируемых вычислительных систем, объединяющих не менее 1024 ИИ-ускорителей. Для сравнения, современная коммутационная система NVIDIA NVLink позволяет связывать до 576 ускорителей в рамках одного системы.

Broadcom подчеркивает, что чип Tomahawk Ultra создан с нуля для удовлетворения потребностей высоконагруженных HPC-сред и ИИ-кластеров. Новинка обеспечивает коммутационную способность 51,2 Тбит/с при размере пакетов 64 байта. Задержка составляет 250 нс, что значительно ниже показателей передовых высокопроизводительных коммутаторов. Сквозная задержка при обмене данными между XPU не превышает 400 нс, а пропускная способность достигает 77 млрд пакетов в секунду. Хотя основной трафик в сетях Ethernet состоит из крупных пакетов данных (для оптимизации пропускной способности), в средах HPC и ИИ широко распространен обмен небольшими пакетами данных. Решение Tomahawk Ultra целенаправленно оптимизировано для работы именно в таких условиях.

Чип-коммутатор Tomahawk Ultra (семейство BCM78920) поддерживает конфигурации с 64 портами 800GbE, 128 портами 400GbE или 256 портами 200GbE. В чипе используются блоки Peregrine 106.25G PAM4 SerDes. Решение также обратно совместимо с чипом Broadcom Tomahawk 5 (TH5). Поддерживаются специализированные функции для масштабируемых ИИ и HPC-нагрузок, включая Link Layer Retry (LLR), Credit-based Flow Control (CBFC), AI Fabric Headers (AFH), а также аппаратную реализацию коллективных операций, таких как AllReduce и AllGather, непосредственно в ASIC. Применяются модифицированные заголовки Ethernet, размер которых сокращен с 46 до 10 байт для оптимизации соотношения заголовка к полезной нагрузке. Заявлена совместимость с современными сетевыми топологиями HPC, такими как Mesh, Torus и Dragonfly, а также со стандартом Ultra Ethernet (UEC) и RoCEv2. Поставки чипа Tomahawk Ultra уже начались.

Tomahawk Ultra внедряет массу новых функций и возможностей, критически важных для таких высоконагруженных и требовательных к задержка систем, как HPC-кластеры и ИИ-ориентированные дата-центры. Кроме того, Tomahawk Ultra стал одним из первых устройств, внедривших поддержку технологии Ultra Ethernet, которая получила первую спецификацию лишь в 2025 году — это также подтверждает нацеленность Broadcom расширять свою конкурентоспособность, на рынок сетевого оборудования, где наиболее значимым игроком все еще является Nvidia с решениями Mellanox.