Yapay zekâ iş yüklerine ayrılmış veri merkezi ağlarının mimarisi, kümelerin tek rafın sınırlarını aşmasıyla değişiyor. Bu durum optik bağlantıların rolünü genişletirken, bakırı scale-up işlemleriyle ve optik fiberi scale-out işlemleriyle ilişkilendiren geleneksel kuralın geçerliliğini azaltıyor. Semiconductor Engineering tarafından 13 Ağustos 2026'da yayımlanan bir yazıya göre, raf içindeki veri aktarım hızlarının yükselmesi bakırı kayıp, mesafe ve güç tüketimi bakımından sınırlara itiyor. Buna karşılık ışık, güç ve güvenilirlik gereksinimleri uygun biçimde yönetildiği takdirde yüksek veri hızları için daha elverişli bir yol sağlayabiliyor.
Bu dönüşümün önemi, gecikmenin grafik işlem birimlerinin performansı üzerindeki etkisinden kaynaklanıyor. Omnitron'un CEO'su ve kurucu ortağı Eric Aguilar, çok sayıda raporun GPU verimliliğinin iş yapmak yerine veri beklemeleri nedeniyle yaklaşık %25'e ulaşabildiğini belirtti. Bu nedenle bağlantı ortamının seçimi yalnızca bağlantı mesafesiyle ilgili değil; aynı zamanda ağın işlemcileri meşgul tutma ve gecikmeyle boşa harcanan enerjiyi azaltma kapasitesiyle de ilgili.
Raf içi scale-up'tan daha geniş bir kapsama
Scale-up genellikle bellek semantiğiyle çalışmaya olanak sağlayan, bakır kullanılarak tek bir raf içindeki bağlantı olarak tanımlanıyordu. Ancak bilgi işlem kümelerinin komşu raflarda bulunan sunuculara yayılmasıyla bu tanım daha az kesin hâle geldi. Bu durumda mesafe artıyor ve bakır en iyi seçenek olmayabilir.
Ayar Labs ürün yönetimi başkanı Vishal Chandrasekar, raf içinde bakırın daha olası seçenek olduğunu, komşu rafların ötesine geçildiğinde ise optik bağlantıların beklenen tercih hâline geldiğini söylüyor. Tahminine göre 200 gigabitlik bir iletim hızında bakır, beş metreye kadar veya sınırlarına zorlandığında yedi metreye kadar uygun olabilir; ancak mesafe on metreye veya daha fazlasına ulaştığında optik bağlantılar gerekli hâle geliyor.
Bu, bakırın tüm scale-up uygulamalarından ortadan kalkacağı anlamına gelmiyor. Aksine, scale-up tanımındaki en değişmez unsur, sistemin tek bir raf içindeki konumu veya fiziksel ortamın türü değil, bellek semantiğinin kullanılması olabilir. Synopsys'te arayüzlere yönelik IP birimleri ürün yönetimi direktörü Priyank Shukla, yazılım tanımının tek bir işletim sistemi etki alanı ve tek bir belleğin bulunmasıyla ilişkili olduğunu açıkladı; böylece işlemci, belleğin nerede bulunduğundan bağımsız olarak bir bellek konumuna yazabiliyor.
Scale-in teriminin ortaya çıkışı
Scale-up, scale-out ve scale-across'un yanı sıra scale-in adlı yeni bir terim de ortaya çıktı. Chandrasekar'a göre bu terim, yazıdan önceki üç ay içinde kullanılmaya başlandı ve bir GPU'dan çıkan bant genişliğinin ne kadarının tek bir sunucu kasası içinde kaldığını ifade ediyor.
- Scale-in: Tek bir sunucu içindeki veya tek bir kart üzerindeki işlemciler arasındaki bağlantı.
- Scale-up: Paylaşılan bellek kapsamındaki bağlantı; geleneksel olarak raf içi bağlantı ve bakırla ilişkilendiriliyordu.
- Scale-out: Raflar arasındaki bağlantı; Ethernet RDMA semantiğini kullanır ve optik bağlantılara olan bağımlılık artmaktadır.
- Scale-across: Fiber üzerinden farklı veri merkezleri veya kampüsler arasındaki bağlantı.
UALink standardı, scale-up ortamlarındaki temel bir beklentiyi koruyor: Her hızlandırıcının diğer hızlandırıcılara tek sıçramada ulaşabilmesi. Shukla'ya göre UALink ağları, scale-up kapsamı birden fazla rafa uzansa bile hızlandırıcılar arasında tek bir anahtardan geçen bağlantıyı koruyacak şekilde tasarlandı. Bu anahtar, raf mimarisi içinde rafın üstü veya ortası gibi farklı konumlara yerleştirilebilir; ancak ilke, iki uç arasındaki veri trafiğinin tek sıçrama içinde kalmasıdır.
Topoloji ve optik anahtarlama
Scale-up kapsamı genişledikçe performansı belirlemek için yalnızca ortamın türü yeterli olmuyor; hızlandırıcıları, anahtarları ve sunucuları birbirine bağlayan ağ topolojisi de kritik bir faktör hâline geliyor. En yaygın tasarımlardan biri, sunucular arasında kısa bir yol sağlayan Clos veya leaf-and-spine mimarisidir. Ancak yazıya göre Google, kendi yapay zekâ ağında torus ağı kullanıyor. Bu ağda TPU birimleri üç yönde komşu birimlere bağlanıyor ve tasarıma systolic adı verilen kasılmalı yapıya benzer bir nitelik kazandırılıyor.
Torus ağında iki nokta arasında ulaşım genellikle değişken sayıda sıçrama gerektiriyor ve yazıda gösterilen yol leaf-and-spine mimarisindeki tek sıçramaya kıyasla dört sıçramaya kadar ulaşabiliyor. Paket anahtarlama kullanıldığında, her anahtar veya yönlendiricide paket bilgilerinin incelenmesi gerekiyor. Optik teknoloji paketlerle doğrudan çalışmadığından sinyal, bir sonraki sıçramayı belirlemek için her düğümde optikten elektriğe dönüştürülüyor ve ardından yeniden optiğe çevriliyor. Bu tekrarlanan dönüşümler gecikme süresini ve güç tüketimini artırıyor.
Bu nedenle circuit switching devre anahtarlama teknolojileri yeniden tartışma gündemine dönüyor. Devre anahtarlama, her düğümde paketleri işlemek yerine kaynak ile hedef arasında tam bir yol açıyor ve bu yolu tek bir akışa tahsis ediyor. Google, torus yapılandırmasına sahip bir optik devre anahtarlama ağı uyguladı; diğer kuruluşlar ise farklı topolojilere sahip OCS ağlarının kullanımını değerlendiriyor. Bu durum, yapay zekâ kümelerinin ölçeklendirilmesinin yalnızca bakırın ışıkla değiştirilmesine dayanmadığını; yolların nasıl düzenlendiğinin, sıçrama sayısının ve verilerin aktarılma yönteminin de yeniden ele alınmasını içerdiğini gösteriyor.