엔비디아의 60억 달러 광학 베팅, AI 인프라의 새로운 전선을 열다

AI 인프라 구축 논의는 대개 칩에서 시작하고 끝난다. 하지만 지금 조용히 수년 단위 수십억 달러 규모 계약을 따내고 있는 기업들은 반도체가 아니라 데이터센터 생태계 전체를 떠받치는 유리, 커넥터, 라우팅 시스템을 만드는 회사들이다.

엔비디아의 4조 7,000억 달러 시가총액은 GPU 위에 세워졌지만, 회사의 다음 성장 동력은 훨씬 덜 눈에 띄는 곳, 즉 GPU들을 기능적인 AI 팩토리로 연결하는 광학 상호 연결(optical interconnects)에 달려 있을 수 있다. 3월 엔비디아는 광학 부품 제조사 코히런트(Coherent)와 루멘텀(Lumentum)에 각각 20억 달러를, 그리고 커스텀 칩 및 네트워킹 전문업체 마벨 테크놀로지(Marvell Technology)에 추가로 20억 달러를 투자했다. AI 인프라의 병목 현상이 어디로 옮겨가고 있는지를 보여주는 60억 달러 규모의 베팅이다.

"GPU는 그를 먹여 살리는 네트워크만큼만 빠르다"고 젠슨 황 엔비디아 최고경영자는 3월 GTC 컨퍼런스에서 말했다. "모델이 수조 개의 파라미터로 성장함에 따라 상호 연결이 곧 시스템이 된다."

그 수치가 이러한 시급성을 설명한다. 엔비디아의 H100 GPU는 990 TFLOPS의 FP16 성능을 제공하지만, 클러스터 간 데이터가 정체되면 그 연산 능력은 낭비된다. AI 네트워킹, 즉 GPU 포드를 하나로 묶는 특수 스위치, 광학 트랜시버, 케이블은 하이퍼스케일러(Hyperscaler) 배포의 제한 요소가 되었다. 초저지연 및 무손실 처리량이 없으면 수십억 달러 규모의 GPU 클러스터는 용량 이하로 작동한다. 엔비디아 자체 InfiniBand 플랫폼과 Spectrum-X 이더넷 스위치가 이 문제를 해결하지만, 회사는 이제 이러한 시스템을 작동하게 만드는 광학 부품의 공급을 확보하기 위해 상류로 투자를 확대하고 있다.

광학이 그 어느 때보다 중요한 이유

전기적 상호 연결에서 광학적 상호 연결로의 전환은 AI 클러스터가 10만 개 이상의 GPU로 확장됨에 따라 가속화되고 있다. 구리 케이블은 차세대 데이터센터의 대역폭 및 거리 요건을 감당할 수 없다. 코히런트와 루멘텀이 전문으로 하는 실리콘 포토닉스(Silicon Photonics) 기술은 전기가 아닌 빛을 이용해 데이터를 전송하며, 전력 소비를 최대 40%까지 줄이면서 800Gbps 이상의 속도를 구현한다. 연간 500억 달러 이상을 데이터센터 구축에 지출하는 하이퍼스케일러들에게 이러한 효율성 개선은 곧바로 수익성으로 이어진다.

엔비디아의 투자는 고립된 베팅이 아니다. 이 회사는 CPU와 GPU에서 네트워킹 및 보안 작업을 오프로드하는 BlueField 데이터 처리 장치(DPU)와 InfiniBand 및 Spectrum-X 스위칭 플랫폼을 포함한 엔드투엔드 네트워킹 스택을 구축하고 있다. 코히런트와 루멘텀의 광학 부품, 마벨의 커스텀 가속기를 통합함으로써 엔비디아는 컴퓨팅, 초고속 상호 연결, 포토닉스를 단일 아키텍처로 포괄하는 완전한 AI 팩토리——통합 시스템의 단독 공급자로 자리매김하고 있다.

승자와 패자

광학 인프라 구축은 엔비디아를 넘어 더 많은 승자를 만들어낸다. 고속 데이터 전송을 구동하는 레이저와 포토닉 회로를 공급하는 코히런트와 루멘텀은 아마존 웹 서비스(AWS), 마이크로소프트 애저, 구글 클라우드 같은 하이퍼스케일러들이 자체 네트워킹 투자를 가속화함에 따라 수혜를 볼 것으로 예상된다. 이미 커스텀 AI 가속기와 이더넷 스위치 분야 선두주자인 마벨은 세계에서 가장 가치 있는 칩 회사와의 파트너십을 더욱 공고히 한다.

위험은 전통적인 네트워킹 강자들에게 돌아간다. 엔비디아와 이더넷 스위칭 및 데이터센터 연결 분야에서 경쟁하는 브로드컴(Broadcom)은 이제 컴퓨팅 레이어와 상호 연결 레이어를 모두 장악한 라이벌과 맞서게 된다. 엔터프라이즈 네트워킹에서 여전히 지배적인 시스코 시스템즈(Cisco Systems)는 하이퍼스케일 AI 부문에 대한 익스포저가 적으며, 시장이 수직 통합 공급업체 주변으로 통합됨에 따라 그 중요성이 줄어들 수 있다.

투자자들에게 광학 테마는 엔비디아의 고평가 배수(multiple)를 지불하지 않고 AI 인프라 구축에 베팅할 수 있는 방법을 제공한다. 코히런트는 선행 주가수익비율(PER) 약 18배, 루멘텀은 22배, 마벨은 25배로 거래되고 있으며, 이는 모두 GPU 열풍 시절 엔비디아의 최고 밸류에이션보다 낮은 수준이다. 마이크로소프트만 2026 회계연도에 데이터센터에 800억 달러를 투자할 계획인 등 하이퍼스케일러들의 자본지출 예산이 확대됨에 따라, AI 인프라의 물리적 계층을 공급하는 기업들이 해당 지출에서 점점 더 큰 비중을 차지하고 있다.

AI 데이터센터용 광학 상호 연결 시장은 업계 추정치에 따르면 2025년 약 40억 달러에서 2028년 150억 달러에 이를 전망이다. 엔비디아를 4조 7,000억 달러 시가총액으로 끌어올린 것과 동일한 하이퍼스케일 수요가 견인하는 이러한 성장 궤적은 이제 AI 스토리가 단순히 칩에 관한 것에 불과했을 때 간과하기 쉬웠던 AI 스택의 한 부분으로 투자자들의 관심을 끌고 있다.

본 기사는 정보 제공 목적으로만 작성되었으며 투자 조언을 구성하지 않습니다.