隨著 AI 伺服器叢集持續擴大，資料中心網路的交換容量、連接密度、供電與散熱效率，正成為基礎設施廠商競逐的重點。輝達（Nvidia）近日完整揭露 Spectrum SN6000 系列乙太網路交換器規格，產品採用自家 Spectrum-6 ASIC、共同封裝光學（Co-Packaged Optics，CPO）與矽光子網路技術，並搭配外部雷射來源（External Laser Source，ELS）架構。
該系列包含 SN6800-LD、SN6810-LD 與 SN6600-LD 三款機型。其中，SN6800-LD 的封包交換容量可達 409.6 Tb/s，提供 512 個 800 GbE 網路埠；SN6810-LD 與 SN6600-LD 的交換容量均為 102.4 Tb/s。輝達將此產品線定位為服務多租戶超大型 AI 工廠的乙太網路骨幹設備。
AI 叢集帶動 100 Tb/s 以上交換器競爭
2025 年以來，網路晶片與設備供應商相繼推出交換容量超過 100 Tb/s 的產品。博通（Broadcom）於 6 月發表 Tomahawk 6 系列乙太網路交換器晶片 BCM78910，支援 100G 與 200G 序列器／解序列器（SerDes）及共同封裝光學；並於 10 月推出 Tomahawk 6-Davisson 系列 BCM78919，宣稱為首款支援 CPO 的 102.4 Tb/s 交換器晶片。
後續 Edgecore Networks 與 Dell 也宣布將推出採用 Tomahawk 6 的交換器。Dell 預告將於 2026 年下半推出 Z9964F-ON 與 Z9964FL-ON 兩款產品。輝達則在 GTC 大會上，為 Spectrum-X Ethernet 與 Quantum-X InfiniBand 產品線增加矽光子網路交換器布局。
Spectrum-6 ASIC 單晶片交換容量達 102.4 Tb/s
Spectrum SN6000 系列採用 Spectrum-6 ASIC。根據輝達公布資料，單顆 Spectrum-6 整合 32 個矽光學引擎，每個引擎可提供 3.2 Tb/s 全雙工頻寬，因此整顆 ASIC 的全雙工頻寬為 102.4 Tb/s。
各網路埠的 SerDes 組態為 8 路 200G PAM4，亦即每個埠利用 PAM4 調變技術，透過 8 條、每條 200 Gb/s 的資料傳輸通道構成 1.6 Tb/s 頻寬。輝達指出，這項設計與其矽光學引擎的 1.6 Tb/s 規格相互對應。
SN6800-LD 配備 4 顆 Spectrum-6 ASIC，總交換容量為 409.6 Tb/s；SN6810-LD 與 SN6600-LD 各採用 1 顆 Spectrum-6 ASIC，交換容量為 102.4 Tb/s。前兩款產品使用 MMC-12 接頭的 CPO 網路架構，SN6600-LD 則採用 OSFP 800 接頭。
CPO 與外部雷射來源架構
輝達的矽光子網路設計將光學引擎整合至交換器 ASIC 附近，並以 ELS 模組集中供應雷射。相較於傳統可插拔光收發器各自配置一個或多個雷射發射器的作法，該架構將雷射元件移出交換器機箱，讓雷射能在獨立的控制與散熱環境中運作。
輝達表示，集中式雷射供應可降低資料中心所需的雷射發射器數量，與傳統設計相比差距最高可達四倍。公司認為，這有助於降低成本，並減少單一雷射元件故障造成網路連線中斷的風險。ELS 模組也設計為可現場更換的元件，以支援維運需求。
每個 ELS 模組包含 8 個雷射發射器，透過光纖與矽光學引擎耦合。SN6800-LD 可配置 64 個 ELS 模組，SN6810-LD 可配置 16 個；SN6600-LD 不支援 ELS。輝達指出，透過更穩定的散熱條件，ELS 可協助降低波長飄移，緩解雷射元件可能因過早老化而產生的故障問題。
三款 Spectrum SN6000 機型規格
| 機型 | SN6800-LD | SN6810-LD | SN6600-LD |
|---|---|---|---|
| 機箱尺寸 | 5U | 2U | 2U |
| ASIC | 4 顆 Spectrum-6 | 1 顆 Spectrum-6 | 1 顆 Spectrum-6 |
| 封包交換容量 | 409.6 Tb/s | 102.4 Tb/s | 102.4 Tb/s |
| 800 GbE 埠 | 512 個 MMC-12 CPO 埠 | 128 個 MMC-12 CPO 埠 | 64 個 OSFP 800 埠 |
| 400 GbE 埠 | 1,024 個 | 256 個 | 未公布 |
| ELS 模組 | 64 個 | 16 個 | 不支援 |
| 封包緩衝記憶體 | 640 MB | 640 MB | 160 MB |
| 處理器 | AMD 16 核心 | AMD 8 核心 | AMD 8 核心 |
| 系統記憶體與儲存 | 64 GB、160 GB NVMe SSD | 64 GB、160 GB NVMe SSD | 64 GB、160 GB NVMe SSD |
| 作業系統 | Nvidia Cumulus Linux 或 SONiC OS | Nvidia Cumulus Linux 或 SONiC OS | Nvidia Cumulus Linux 或 SONiC OS |
三款 Spectrum SN6000 系列產品均支援 UQD8 v2 液冷管路接頭。其中，SN6800-LD 配置 10 個接頭，SN6810-LD 為 4 個，SN6600-LD 為 2 個。液態冷卻設計反映高密度網路 ASIC 與光學元件在大規模 AI 資料中心中面臨的熱管理需求。
Quantum-X Photonics 對應 InfiniBand 網路
除乙太網路產品外，輝達也持續推進 Quantum-X Photonics InfiniBand 交換器。Q3450-LD 採 4U 機箱與液態冷卻設計，配置 144 個 MPO-12 介面的 800 Gb/s InfiniBand 網路埠，封包交換容量為 115.2 Tb/s。該產品搭載 Nvidia Quantum-3 ASIC，系統處理器為 Intel Core i3-8100H。
輝達在 Hot Chips 年度大會披露，Q3450 內部採用 4 顆 Quantum-X ASIC，每顆晶片具有 6 個光學子組件，每個子組件再整合 3 個以台積電緊緻型通用光學引擎（COUPE）技術為基礎的光學引擎。因此，每顆 ASIC 共配置 18 個矽光學引擎，每個引擎全雙工頻寬為 1.6 Tb/s，單晶片全雙工頻寬達 28.8 Tb/s。
依輝達先前說法，Quantum-X Photonics 相較前一代 InfiniBand 交換器可提供兩倍連線速度，以及五倍的 AI 運算交織網路擴展規模；透過兩層式樹狀寬型架構，Q3450-LD 可連接超過 1 萬個 GPU。該產品預計於 2025 年下半推出，並已於 11 月釋出初期版本。
頻寬密度與部署效益仍待實際驗證
輝達先前表示，採用矽光子網路的 Spectrum-X 與 Quantum-X 解決方案，可在每個網路埠提供 1.6 Tb/s 頻寬，且相較傳統網路交換器使用不到四分之一的雷射數量；公司並宣稱可帶來 3.5 倍能源使用效益、63 倍通訊信號完整度、10 倍網路快速復原韌性與 1.3 倍部署速度。
針對 Spectrum-X Photonics，輝達另稱其網路頻寬密度可較傳統乙太網路平台提高 1.6 倍。不過，這些數據屬於原廠公布的效能與設計主張，實際效益仍會受到資料中心拓撲、工作負載、冷卻系統、既有網路架構，以及軟體管理環境等因素影響。
從產品規格來看，CPO、矽光子與外部雷射架構正逐漸由晶片技術展示走向設備產品。對大型 AI 資料中心而言，這類設計的核心價值在於提高交換容量與前面板連接密度，同時處理高速電訊號在較長距離傳輸下的損耗與散熱問題；但導入此類設備也意味著維運流程、液冷基礎設施與光學元件供應鏈需同步調整。
