在数字时代的今天，人工智能、高性能计算、网络等技术的高速发展持续推动着互联网虚拟世界的不断进步。为了创建和模拟与现实世界相同的虚拟世界平台，NVIDIA 推出了Omniverse平台，并广泛应用于机器人仿真、数据科学建模、5G、自动驾驶汽车、智能工厂和气候研究等等新应用领域，为实现数字孪生模型铺平了道路。
众所周知，创建数字孪生模型需要强大的数据中心基础设施进行支撑。为此，NVIDIA 在今年春季GTC上正式发布了OVX服务器和新一代以太网交换机NVIDIA Spectrum-4网络平台，以易扩展、低延时和精准计时等特点，满足了数字孪生必须具备的四大特征需求。
在近期NVIDIA组织举办的一场线上媒体沟通会上，NVIDIA网络专家崔岩详细介绍了基于数字孪生的骨干网络，并全面分享了NVIDIASpectrum-4网络平台。他表示，数字孪生是一个与物理世界相连接的虚拟世界。NVIDIASpectrum-4 端到端以太网平台除了在网络可扩展性、低延时和纳秒级计时精度方面可全面满足数字孪生需求外，在安全性、低功耗方面也拥有优异的表现。
应对物理世界到虚拟世界之间的连接挑战
网络是连接从物理世界到虚拟世界的骨干通道，在崔岩看来，构建数字孪生，对网络提出了更高的挑战：一方面，庞杂的传统叶脊数据中心网络结构不适合数字孪生对扩展部署的需求；另一方面，在网络性能、网络速度、网络延时方面不能满足数字孪生对于实时性能的要求；最后，在计时精度方面也无法满足数字孪生对精准时间运行的标准。
崔岩强调，真正的数字孪生必须满足四个特征：一是物理上的准确性与真实性，必须遵守物理定律；二是不间断的与物理世界进行同步；三是以精准的时间运行；四是包括多个自治系统。基于 NVIDIA Omniverse 数字孪生可以对工业资产、流程或环境的大规模精确模拟，具有多个与现实世界数据流完美同步的自治系统。
为了帮助用户打通物理世界到虚拟世界之间的通道，NVIDIA正式发布了Spectrum-4网络平台。据了解， Spectrum-4平台是NVIDIA首款400Gbps端到端以太网平台，并不是单一的网络产品。它由Spectrum-4以太网交换机、ConnectX-7智能网卡、BlueField-3 DPU可以编程数据中心基础设施、NVIDIA 网络操作系统和DOCA软件框架四大部分组成，是一套完整的端到端400G以太网网络平台。
崔岩表示，Spectrum-4 端到端以太网平台是一套通用的超大规模网络平台，可为大规模云计算、企业人工智能和模拟仿真进行性能优化，提供极致的性能、高级的安全性和强大的功能，实现大规模的高性能、虚拟化和模拟仿真，使现代数据中心能更完美的支持 NVIDIA 应用框架。
赋能多种场景下的数字孪生应用
在Spectrum-4网络平台中，Spectrum-4交换机是一个重要的组成部分。
Spectrum-4交换机采用了ASIC芯片，集成了千亿晶体管集成，采用台积电4N制程，在性能、功耗上进行了全面优化。产品提供了64个800Gbps端口，通过在网络连接时把端口一分为二，最高能够提供128个400Gbps端口。在带宽方面，Spectrum-4交换机提供了51.2Tbps交换带宽，并具备12.8Tbps的线速加密，能够让数据在加密状态下保持高速传输能力；同时，Spectrum-4交换机拥有37.6Bpps包转发速率。
与上一代Spectrum交换机产品相比，Spectrum-4交换机在网络带宽提升4倍，安全加密性能提升了3倍，能够替代大约12台的上一代交换机。
除了硬件性能的提升之外，在软件上，从底层芯片到底层系统、网络操作系统、网络协议、再到网络服务等，NVIDIA提供了开放的标准，以此来赋能客户根据需求进行定制性开发，以此来构建一个完全开放平台。
崔岩告诉记者，Spectrum-4以太网平台能够给客户带来两大方面的价值。首先，Spectrum-4以太网平台能够与NVIDIA推出的OVX、EGX、HGX这些系统形成很好的整体计算系统解决方案，通过以太网的方式进行连接，提供现代数据中心工作负载所需的精确定时、强大的安全性、低延时、自适应路由和最复杂的拥塞控制机制，来满足相关的计算系统对网络的要求。
其次，DOCA可以作为数据中心基础设施加速应用程序开发的平台，让客户和合作伙伴在上面做增强大规模云原生应用程序，进一步发挥BlueField DPU在数据中心基础设施上的巨大作用。·
据介绍，NVIDIA Spectrum-4 以太网网络平台的主要应用场景包括大规模云计算、企业人工智能和模拟仿真进行性能优化，满足数字孪生领域对数据中心网络具有极致的性能、高级的安全和强大的功能，以实现大规模的高性能、虚拟化和模拟仿真能力。
“随着互连的虚拟世界持续推动下一代人工智能工作负载的发展，NVIDIA 从工业和工程的角度来重新审视虚拟世界，从而构建了 Omniverse，创建和模拟与现实世界无法区分的虚拟世界平台，为实现数字孪生模型铺平了道路，并广泛应用于机器人、自动驾驶汽车、智能工厂和气候研究等领域。”采访最后，崔岩如是说。
