엔비디아, 이더넷 기반 광연결 프로토콜 '스펙트럼X' 생산 개시

엔비디아가 이더넷을 기반으로 한 광연결 프로토콜인 '스펙트럼X'의 생산 개시를 공식 발표했습니다. 스펙트럼X는 엔비디아가 제시하는 핵심적인 광 연결 기술로, 데이터센터 내의 방대한 데이터 전송 효율성을 혁신하는 데 목적이 있습니다.

이는 고성능 컴퓨팅 환경에서 GPU 간의 원활한 통신을 가능하게 하는 중요한 기술입니다.

엔비디아의 이번 발표는 세마이애널리시스가 제기했던 스펙트럼X의 수율 문제에 대한 직접적인 반박입니다. 앞서 세마이애널리시스는 스펙트럼X의 수율에 심각한 문제가 있어 엔비디아의 발표가 사실이 아니라고 주장하며, 올해 하반기 출시 예정이었던 스펙트럼X가 2027년 60만 개 모듈 생산, 2028~2029년 양산으로 지연될 것이라고 예측했습니다.

이러한 주장의 여파로 지난 6월 10일 대만, 미국, 일본의 광 관련주들이 폭락하는 사태가 발생했습니다. 엔비디아는 이번 생산 개시 발표를 통해 이러한 논란을 정면으로 돌파하며 제품 양산에 문제가 없음을 시사했습니다.

엔비디아 스펙트럼X 생산 개시의 첫 번째 의미는 'SPX 랙'의 완성입니다. SPX 랙은 엔비디아의 차세대 아키텍처인 '베라루빈'의 5 랙 체제에서 핵심적인 뼈대 역할을 합니다. 기존에 알려진 MVL 72 컴퓨터 랙 외에도 CPU 랙, SSD를 분리하여 웜 데이터를 저장하는 CMX 랙, 그리고 그록의 LPU 칩만을 탑재한 APX 랙 등이 존재합니다.

SPX 랙은 이 모든 랙들을 광섬유로 연결하는 거미줄과 같은 역할을 수행하여 전체 시스템의 통합과 효율성을 극대화합니다. 이는 베라루빈 5 랙 체제의 마지막 퍼즐을 맞추는 중요한 단계로 평가됩니다.

스펙트럼X는 512 포트 라딕스 기술을 적용하여 네트워크 계층을 하나 줄임으로써 전력 비용을 크게 절감하는 '마법'과 같은 효과를 제공합니다. 라딕스는 스위치 칩에 내장된 포트 수를 의미하는데, 스펙트럼X SPX 랙은 하나의 칩에 512개의 포트를 집적했습니다.

기존 퀀텀X는 144개 포트만을 지원하여 GPU 간 신호 연결에 3계층의 네트워크 구조가 필요했습니다. 이로 인해 데이터가 여러 층을 거쳐 이동하면서 전력 소모가 컸습니다. 반면 스펙트럼X는 512개 포트 덕분에 네트워크 계층을 두 개로 줄일 수 있어, 데이터 전송 경로가 단축되고 엄청난 전력 비용 절감이 가능해졌습니다. 이는 비용에 민감한 빅테크 기업들이 오랫동안 기다려온 혁신으로 평가됩니다.

스펙트럼X의 생산 개시 발표는 시작일 뿐, 실제 대량 생산(볼륨 램프)은 2027년에서 2028년까지 기다려야 할 것으로 보입니다. 이는 엔비디아가 세마이애널리시스의 주장에 대해 '우리가 못 만드는 건 아니다'라는 측면에서 반박했지만, 아직은 완전한 생산 단계가 아님을 시사합니다.

따라서 세마이애널리시스의 주장에도 어느 정도 일리가 있다고 볼 수 있습니다. 생산 개시는 기술적 준비가 완료되었음을 의미하지만, 시장의 수요를 충족할 만한 대규모 생산까지는 시간이 더 필요합니다.

스펙트럼X는 신호 전송을 위한 스위칭 에이징 옆에 32개의 광소자를 부착하는 기술을 습득했습니다. 이는 코패키지드 옵틱스(CPO)의 최종 진화 버전인 GPU 바로 옆에 광소자를 부착하는 기술로 이어질 중요한 단계입니다. 과거 존 H. 라우 박사의 설명에 따르면 GPU 옆에는 16개 정도의 광소자가 부착될 것으로 예상되었습니다.

엔비디아는 이번에 습득한 기술을 바탕으로 다음 버전 GPU의 주변에 광소자를 둘러싸는 기술을 완성할 계획입니다. 이러한 차세대 광소자 통합 기술은 2028년에서 2029년경 구현될 것으로 예상됩니다.

세 번째 의미는 스펙트럼X가 '스케일 아웃 CPO(Co-Packaged Optics)'를 완성했다는 점에서 '스케일업 CPO'의 가능성을 제시한다는 것입니다. 스펙트럼X는 컴퓨터 외부에 있는 별도의 랙에 연결되므로 스케일 아웃 CPO에 해당합니다. 이러한 기술 완성을 통해, 엔비디아는 구리선 대신 GPU와 HBM이 박혀 있는 패키징 주변에 16개의 광소자를 직접 박는 스케일업 CPO 기술 구현에 한 걸음 더 다가섰습니다.

이는 데이터 전송의 병목 현상을 해소하고 시스템 성능을 극대화할 수 있는 핵심 기술로, 미래 고성능 컴퓨팅 환경의 중요한 전환점이 될 것입니다.

엔비디아는 광케이블과 커플러 연결 시 '패시브 얼라인먼트' 기술을 적용하여 수율 문제를 극복한 것으로 보입니다. 기존에는 광케이블과 커플러 사이의 정렬을 위해 액티브 얼라인먼트 방식을 사용했는데, 이는 정렬에 많은 시간이 소요되고 불량 발생 시 문제가 복잡해지는 단점이 있었습니다. 세마이애널리시스는 이러한 문제를 지적하며 엔비디아를 비판했습니다.

하지만 엔비디아는 이 문제를 해결하기 위해 렌즈를 활용하여 정렬 정밀도를 완화하고, 파이버 어레이 유닛(FA)과 커플러를 영구 본딩 대신 착탈식으로 만들었습니다. 이 패시브 얼라인먼트 기술은 광케이블 연결의 효율성과 신뢰성을 크게 향상시켜 생산 과정에서의 어려움을 해소했을 것으로 추정됩니다.

결론적으로 세마이애널리시스의 주장은 약 70% 정도 틀렸으며, 지난 6월 10일 발생한 관련주 급락은 과장된 것으로 판단됩니다. 엔비디아의 스펙트럼X 생산 개시 발표는 베라루빈 아키텍처에 이상이 없음을 확인하고 광 연결 시스템의 완결을 의미합니다.

나아가 스펙트럼X 기술은 향후 GPU 바로 옆에 광소자를 부착하는 기술로 연계되어 데이터센터 광 연결 기술 발전에 중요한 발판을 마련할 것입니다.