Neue Netzwerklösungen von Cisco für die Vernetzung von KI-Rechenzentren

Ciscos Antwort auf den KI-Engpass: Eine Analyse der neuen Rechenzentrums-Router

Die rapide Entwicklung und Verbreitung künstlicher Intelligenz (KI) stellt die Infrastruktur von Rechenzentren vor beispiellose Herausforderungen. Insbesondere das Training grosser Sprachmodelle und komplexer KI-Systeme erfordert eine enorme Rechenleistung, die traditionelle Rechenzentren an ihre Grenzen bringt. Cisco, ein etablierter Akteur im Netzwerkbereich, hat mit der Einführung seiner 8223-Routing-Systeme und des Silicon One P200 Chips eine neue Lösung vorgestellt, die darauf abzielt, einen der grössten Engpässe der Branche zu beseitigen: die effiziente Verbindung verteilter KI-Workloads über mehrere Standorte hinweg.

Die Herausforderung der KI-Infrastruktur: Warum "Scale-Across" entscheidend wird

Die Anforderungen an moderne KI-Infrastrukturen übersteigen zunehmend die Kapazitäten einzelner Rechenzentren. Die Gründe hierfür sind vielfältig:

• Physischer Platzmangel: Grosse KI-Systeme benötigen Tausende von Hochleistungsprozessoren, die enormen Platz beanspruchen.
• Energieversorgung: Der Stromverbrauch von KI-Clustern ist immens, und die lokalen Stromnetze können oft nicht ausreichend Energie bereitstellen.
• Wärmeableitung: Die hohe Dichte an Rechenleistung führt zu einer massiven Wärmeentwicklung, die herkömmliche Kühlsysteme überfordert.

Bisherige Strategien zur Kapazitätserweiterung, wie das "Scale-Up" (Erhöhung der Leistung einzelner Systeme) oder "Scale-Out" (Verbindung weiterer Systeme innerhalb einer Einrichtung), stossen an ihre Grenzen. Dies hat zur Notwendigkeit eines dritten Ansatzes geführt: "Scale-Across". Dabei werden KI-Workloads über mehrere, oft hunderte von Kilometern voneinander entfernte Rechenzentren verteilt. Die Verbindung dieser verteilten Einrichtungen wird jedoch zu einem kritischen Engpass, da herkömmliche Router für die spezifischen Anforderungen von KI-Verkehr nicht ausgelegt sind.

Warum traditionelle Router unzureichend sind

KI-Workloads erzeugen massive, stossartige Datenströme, die sich von typischem Rechenzentrumsverkehr unterscheiden. Phasen intensiver Datenübertragung wechseln sich mit relativer Ruhe ab. Wenn das Netzwerk diese Spitzen nicht absorbieren kann, kommt es zu Verzögerungen, was teure Rechenressourcen ungenutzt lässt und Zeit und Geld kostet.

Traditionelle Routing-Geräte sind in der Regel entweder auf hohe Geschwindigkeit oder auf ausgeklügeltes Verkehrsmanagement optimiert, haben aber Schwierigkeiten, beides gleichzeitig bei angemessenem Stromverbrauch zu liefern. Für die Verbindung von KI-Rechenzentren sind jedoch alle drei Eigenschaften erforderlich: Geschwindigkeit, intelligentes Buffering und Effizienz.

Ciscos Lösung: Das 8223-System und der Silicon One P200 Chip

Cisco adressiert diese Herausforderungen mit dem 8223-Routing-System, das auf dem neuen Silicon One P200 Chip basiert. Dieses System stellt eine Abkehr von Allzweck-Routing-Geräten dar und wurde speziell für die Anforderungen von KI-Workloads entwickelt.

Technische Merkmale und Vorteile

• Hohe Bandbreite und Dichte: Das 8223-System bietet in einem kompakten 3-Rack-Unit (3RU) Chassis 64 Ports mit 800-Gigabit-Konnektivität, was die derzeit höchste Dichte in einem festen Routing-System darstellt. Es kann über 20 Milliarden Pakete pro Sekunde verarbeiten und eine Interconnect-Bandbreite von bis zu drei Exabit pro Sekunde erreichen.
• Tiefes Buffering: Eine Schlüsselfunktion des P200-Chips ist die Fähigkeit zu tiefem Buffering. Dies ermöglicht es dem System, Datenverkehrsspitzen, die während des KI-Trainings entstehen, zu absorbieren und so Netzwerküberlastungen zu verhindern, die sonst teure GPU-Cluster zum Stillstand bringen würden.
• Energieeffizienz: Das 8223-System erreicht eine "Switch-ähnliche Energieeffizienz" bei voller Routing-Funktionalität. Dies ist ein entscheidender Vorteil, da Rechenzentren bereits mit begrenzten Energiebudgets operieren. Laut Cisco verbraucht ein 8223-System mit einer Kapazität von 51,2 Tbps etwa 65 % weniger Strom als frühere Generationen.
• Grosse Reichweite: Das System unterstützt 800G kohärente Optiken, die Verbindungen über bis zu 1.000 Kilometer zwischen Einrichtungen ermöglichen. Dies ist für die geografische Verteilung von KI-Infrastrukturen unerlässlich.
• Programmierbarkeit: Der P200-Chip ist programmierbar, was es Organisationen ermöglicht, die Siliziumarchitektur zu aktualisieren und neue Protokolle zu unterstützen, ohne die Hardware austauschen zu müssen. Dies ist wichtig in einer sich schnell entwickelnden KI-Netzwerklandschaft.
• Sicherheit: Das 8223-System integriert Line-Rate-Verschlüsselung mit post-quantenresistenten Algorithmen, um zukünftigen Bedrohungen durch Quantencomputing zu begegnen. Die Integration mit Ciscos Observability-Plattformen ermöglicht eine detaillierte Netzwerküberwachung zur schnellen Identifizierung und Behebung von Problemen.

Branchenakzeptanz und Wettbewerb

Führende Hyperscaler haben die Technologie bereits adaptiert oder planen deren Einsatz. Microsoft, ein früher Anwender von Silicon One, hat die Architektur für verschiedene Anwendungsfälle als wertvoll erachtet, einschliesslich Rechenzentrums-, WAN- und KI/ML-Umgebungen. Alibaba Cloud beabsichtigt, den P200 als Grundlage für die Erweiterung seiner eCore-Architektur zu nutzen. Auch Lumen prüft die Integration der Technologie in seine Netzwerkinfrastruktur.

Cisco tritt mit dieser Lösung in einen zunehmend wettbewerbsintensiven Markt ein. Broadcom hat bereits mit seinen "Jericho 4" StrataDNX Switch/Router-Chips eine ähnliche Lösung mit 51,2 Tb/s Bandbreite und tiefem Paket-Buffering vorgestellt. Nvidia folgte mit seinem Spectrum-XGS "Scale-Across"-Netzwerk. Cisco bringt jedoch seine langjährige Präsenz in Unternehmens- und Service-Provider-Netzwerken, das etablierte Silicon One Portfolio und bestehende Beziehungen zu grossen Hyperscalern in diesen Wettbewerb ein.

Das 8223-System wird zunächst mit Open-Source-SONiC-Unterstützung ausgeliefert, wobei IOS XR für eine spätere Verfügbarkeit geplant ist. Der P200-Chip wird auch in modularen Systemen und im Nexus-Portfolio verfügbar sein. Diese Flexibilität bei den Bereitstellungsoptionen könnte entscheidend sein, da Organisationen eine Anbieterbindung vermeiden möchten, während sie ihre verteilte KI-Infrastruktur aufbauen.

Fazit

Die Notwendigkeit, KI-Workloads effizient über mehrere Rechenzentren zu verteilen, wird angesichts des exponentiellen Wachstums der KI-Systeme immer dringlicher. Ciscos 8223-Routing-System mit dem Silicon One P200 Chip adressiert diesen fundamentalen Engpass mit einer Kombination aus hoher Bandbreite, tiefem Buffering, Energieeffizienz, Programmierbarkeit und Sicherheitsfunktionen. Ob Ciscos Ansatz zum Industriestandard für die KI-Rechenzentrumsvernetzung wird, bleibt abzuwarten. Der Wettbewerb in diesem Segment ist intensiv, und der Erfolg wird nicht allein von technischen Spezifikationen abhängen, sondern auch davon, welcher Anbieter das umfassendste Ökosystem aus Software, Support und Integrationsmöglichkeiten rund um seine Siliziumlösungen bereitstellen kann.

Bibliographie

• Kaur, D. (2025, 9. Oktober). Cisco AI router solves data centre interconnect challenge. AI News. Abgerufen von https://www.artificialintelligence-news.com/news/cisco-ai-data-centre-router-infrastructure-bottleneck/
• Cisco Newsroom. (2025, 8. Oktober). Cisco Sets Benchmark with Industry's Most Scalable, Efficient 51.2T Routing Systems for Distributed AI Workloads. Abgerufen von https://newsroom.cisco.com/c/r/newsroom/en/us/a/y2025/m10/cisco-sets-benchmark-with-industry-most-scalable-efficient-51-2t-routing-systems-for-distributed-ai-workloads.html
• Morgan, T. P. (2025, 8. Oktober). Cisco Takes On Broadcom, Nvidia For Fat AI Datacenter Interconnects. The Next Platform. Abgerufen von https://www.nextplatform.com/2025/10/08/cisco-takes-on-broadcom-nvidia-for-fat-ai-datacenter-interconnects/
• Chopra, R. (2025, 8. Oktober). Cisco Silicon One P200 powers AI data center backbone. Cisco Blogs. Abgerufen von https://blogs.cisco.com/sp/cisco-silicon-one-p200-powers-the-first-51-2t-scale-across-routing-systems
• Aimuengheuwa, J. (2025, 8. Oktober). Cisco Launches Chip, Router to Connect and Scale AI Data Centres. TechEconomy.ng. Abgerufen von https://techeconomy.ng/cisco-chip-router-to-connect-ai-data-centres/
• Tan, A. (2025, 10. Juni). Cisco reimagines infrastructure for the AI era. Computer Weekly. Abgerufen von https://computerweekly.com/news/366625498/Cisco-reimagines-infrastructure-for-the-AI-era
• Wong, W. (2025, 10. Juni). Cisco Rolls Out Data Center Solutions to Power AI. Data Center Knowledge. Abgerufen von https://www.datacenterknowledge.com/networking/cisco-rolls-out-data-center-solutions-to-power-ai
• Marakkoottathil, M. (o. D.). Choosing the Right Networking Solution is Essential for AI Success. Network Bachelor. Abgerufen von https://www.networkbachelor.com/choosing-the-right-networking-solution-is-essential-for-ai-success/
• Goldstuck, A. (2025, 11. Juni). Cisco Live: The router that runs the factory. Gadget.co.za. Abgerufen von https://gadget.co.za/ciscofactoryrouter6w/
• Hi-Network. (o. D.). AI-Ready Infrastructure: A New Era of Data Center Design. Hi-Network.com. Abgerufen von https://www.hi-network.com/ai-ready-infrastructure-a-new-era-of-data-center-design.html