Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S00-H005V AOC ενεργό οπτικό καλώδιο στην πράξη μικρής απόστασης υψηλής ταχύτητας

Καθώς τα υπερμεγέθη κέντρα δεδομένων και τα υψηλής απόδοσης συστάδια υπολογιστών συνεχίζουν να κλιμακώνονται,η πυκνότητα της διασυνοριακής συνδεσιμότητας και η πολυπλοκότητα της διαχείρισης καλωδίων έχουν εξελιχθεί σε κρίσιμους περιορισμούς για την αποτελεσματικότητα επέκτασηςΤα παραδοσιακά παθητικά καλώδια χαλκού αντιμετωπίζουν προβλήματα εξασθένισης του σήματος, υπερβολικής διάμετρος καλωδίου και παρεμπόδισης της ροής αέρα σε σενάρια διασύνδεσης μικρών αποστάσεων.Ενώ οι διακριτές λύσεις οπτικών δέκτη εισάγουν πρόσθετο κόστος και πιθανά σημεία αποτυχίαςΣε ένα πρόσφατο έργο επέκτασης ενός μεγάλου κλίστρου υπολογιστών τεχνητής νοημοσύνης, η εισαγωγή τουΜέλλανοξ (NVIDIA Mellanox) MFS1S00-H005VΤο ενεργό οπτικό καλώδιο (AOC) παρέδωσε με επιτυχία συνδεσιμότητα 200Gb/s υψηλής ταχύτητας μεταξύ των ράκων, ενώ απλούστευσε σημαντικά την αρχιτεκτονική καλωδίωσης,προσφέροντας ένα αναπαραγωγικό μοντέλο αναφοράς για παρόμοια κέντρα δεδομένων που αναβαθμίζουν τις διασυνδέσεις μικρής απόστασης.

Το συγκεκριμένο υπολογιστικό κλαστάρ χτίστηκε γύρω από τους διακόπτες NVIDIA Mellanox Quantum HDR, υιοθετώντας μια αρχιτεκτονική δικτύου Fat-Tree.Δεκάδες διακόπτες συνδέθηκαν με εκατοντάδες υπολογιστικούς κόμβους.Κατά τη διάρκεια της αρχικής φάσης, η ομάδα επιχειρήσεων προσπάθησε να χρησιμοποιήσει καλώδια από παθητικό χαλκό (DAC) για συνδέσεις μεταξύ των ράκων.καθώς οι ταχύτητες των θύρων αυξήθηκαν στα 200Gb/s, τα σφάλματα σήματος άρχισαν να επικρατούν σε σχοινιά χαλκού μεγαλύτερα από 15 μέτρα, οδηγώντας σε υποβάθμιση του συνδέσμου ή σε διαλείπουσα κούνημα.Τα καλώδια χαλκού υψηλής πυκνότητας, που χαρακτηρίζονται από το πάχος τους και την περιορισμένη ακτίνα κάμψης τους, δημιούργησαν σοβαρή συμφόρηση στα κεφαλικά καλώδια., άμεσα επηρεάζοντας την απομόνωση θερμού διαδρόμου/ψυχρού διαδρόμου στην πλευρά του διακόπτη και αυξάνοντας το κόστος ψύξης.

Μια άλλη πρόκληση προέκυψε από την προσέγγιση του μονωτικού δέκτη.Η ανάπτυξη τους σε εκατοντάδες συνδέσμους μεταξύ των ράκ θα εισήγαγε χιλιάδες διαχωρίσιμες οπτικές διεπαφές.Κάθε διεπαφή αντιπροσώπευε ένα δυνητικό σημείο μόλυνσης ή βλάβης και το συνδυασμένο κόστος των δέκτων και της καλωδίωσης υπερέβαινε σημαντικά τους περιορισμούς του προϋπολογισμού.Η ομάδα χρειαζόταν μια λύση που να συνδυάζει την απλότητα του χαλκού με την ακεραιότητα του σήματος και την εμβέλεια της οπτικής τεχνολογίας, διατηρώντας ταυτόχρονα αυστηρούς προϋπολογισμούς ενέργειας και απαιτήσεις φυσικής πυκνότητας.

Μετά την αξιολόγηση πολλαπλών εναλλακτικών λύσεων, η ομάδα αρχιτεκτονικής επέλεξε τοΚαλώδιο MFS1S00-H005V 200G QSFP56 AOCΑυτό το ενεργό οπτικό καλώδιο ενσωματώνει τους οπτικούς δέκτες απευθείας στο περίβλημα του συνδέσμου, παρουσιάζοντας ένα ενιαίο,σφραγισμένο σύνολο που εξαλείφει τις διαχωρίσιμες οπτικές διεπαφέςΗ ανάπτυξη ακολούθησε μια απλή στρατηγική:

• Τυποποιημένα μήκη σύνδεσης:Τρία τυπικά μήκη (15m, 20m και 30m) χρησιμοποιήθηκαν για την κάλυψη όλων των αποστάσεων μεταξύ των ράκων, μειώνοντας την πολυπλοκότητα των αποθεμάτων.
• Άμεσες συνδέσεις διακόπτη προς διακόπτη:ΗΕνεργό οπτικό καλώδιο InfiniBand HDR 200Gb/sσυνδεδεμένοι διακόπτες σπονδυλικής στήλης σε διακόπτες φύλλων σε γειτονικές ράφες χωρίς να απαιτούνται ενδιάμεσοι πίνακες επικάλυψης.
• Απλοποιημένη δρομολόγηση καλωδίων:Η λεπτότερη, πιο ευέλικτη κατασκευή του AOC σε σύγκριση με τον χαλκό DAC επέτρεψε καθαρότερη δέσμευση σε δίσκους καλωδίων, αποκαθιστώντας την ορθή ροή αέρα στο πλαίσιο μεταγωγής.

Ένα βασικό στοιχείο της απόφασης ήταν η ολοκληρωμένη διασφάλιση συμβατότητας.Συμβατό με το MFS1S00-H005VΗ λειτουργία της NVIDIA Mellanox Quantum HDR, που λειτουργεί σε όλες τις συσκευές NVIDIA Mellanox Quantum HDR και τους προσαρμογείς ConnectX-6, διασφαλίζει ότι κάθε σύνδεσμος θα εκπαιδεύεται σωστά στα 200Gb/s χωρίς προσαρμογές σε επίπεδο firmware.Με τη μεταχείριση του ΠΟΑ ως ενιαίας ΚΟΑ για κάθε μήκος, η ομάδα επιχειρήσεων μείωσε τον αριθμό των διακριτών εξαρτημάτων που απαιτούνται για την κατάρτιση από δύο (παραγωγός + καλώδιο) σε ένα, απλοποιώντας τόσο τις διαδικασίες προμηθειών όσο και τις διαδικασίες αντικατάστασης πεδίου.

Οι μετρήσεις μετά την εγκατάσταση αποκάλυψαν σημαντικές βελτιώσεις σε πολλαπλές διαστάσεις.το ποσοστό σφάλματος bits (BER) σε όλες τις συνδέσεις μεταξύ των ράκων παρέμεινε εντός των προδιαγραφών InfiniBand HDRΗ πυκνότητα των καλωδίων βελτιώθηκε κατά περίπου 40%,καθώς η μικρότερη διάμετρος του AOC και η στενότερη ακτίνα καμπής επέτρεψαν μια πιο οργανωμένη δέσμευση χωρίς να μπλοκάρουν τις περιοχές εισόδου ανεμιστήρων στο πλαίσιο.

Από επιχειρησιακή άποψη, η απλουστευμένη απογραφή έφερε σαφή πλεονεκτήματα.Η ομάδα μείωσε τον αριθμό των ανταλλακτικών από πάνω από μια ντουζίνα σε μόλις τρία.Όταν οι μηχανικοί έπρεπε να αναφερθούν σε τεχνικές λεπτομέρειες κατά την αντιμετώπιση προβλημάτων ή τον σχεδιασμό της ικανότητας, μπορούσαν να συμβουλευτούν γρήγορα τηνΠίνακας δεδομένων MFS1S00-H005VκαιΠροδιαγραφές MFS1S00-H005VΤο συνολικό κόστος ιδιοκτησίας επωφελήθηκε επίσης: ενώ το αρχικό κόστος λειτουργίας ήταν χαμηλότερο από το προηγούμενο κόστος λειτουργίας, το συνολικό κόστος λειτουργίας ήταν χαμηλότερο από το προηγούμενο.τιμή MFS1S00-H005Vανά σύνδεσμο ήταν ελαφρώς υψηλότερη από έναν DAC χαλκού ισοδύναμου μήκους,η εξάλειψη των ενεργών οπτικών ενοτήτων και η μείωση της εργασίας επίλυσης προβλημάτων οδήγησαν σε 25% χαμηλότερο συνολικό κόστος παραγωγής κατά τον προβλεπόμενο τριετή κύκλο ζωής, κάνονταςMFS1S00-H005V προς πώλησηΟι αξιολογήσεις γίνονται όλο και πιο ευνοϊκές καθώς αυξάνονται οι ποσότητες.

Η ανάπτυξη επαλήθευσε ότι ηNVIDIA Mellanox MFS1S00-H005VΗ υποκατάσταση καλωδίου είναι κάτι παραπάνω από μια απλή αντικατάσταση καλωδίου· χρησιμεύει ως πλήρηςMFS1S00-H005V 200G QSFP56 λύση καλωδίων AOCγια περιβάλλοντα όπου η σύνδεση υψηλής ταχύτητας μικρών αποστάσεων πρέπει να εξισορροπεί τις επιδόσεις, την πυκνότητα και την απλότητα λειτουργίας.Για αρχιτέκτονες που σχεδιάζουν νέα AI clusters ή αναβαθμίζουν υπάρχοντα InfiniBand υφάσματα, το MFS1S00-H005V παρέχει μια προβλέψιμη διαδρομή κλιμάκωσης χωρίς τις πολυπλοκότητες καλωδίωσης που συνοδεύουν ιστορικά τις επεκτάσεις δικτύων υψηλής ταχύτητας.

Κοιτάζοντας μπροστά, καθώς οι τοπολογίες κέντρων δεδομένων εξελίσσονται προς ακόμη υψηλότερους αριθμούς λιμένων και αυξημένες απαιτήσεις επικοινωνίας GPU-GPU, οι αρχές που παρουσιάζονται εδώΣφραγισμένα οπτικά σύνολαΟι μηχανικοί δικτύων και οι διαχειριστές πληροφορικής που επιδιώκουν να αναπαραγάγουν αυτά τα αποτελέσματα ενθαρρύνονται να αναθεωρήσουν τηνΠροδιαγραφές MFS1S00-H005VΜε αποδεδειγμένες επιδόσεις σε περιβάλλοντα παραγωγής και ευρεία συμβατότητα σε όλη την υποδομή NVIDIA Mellanox HDR,Αυτή η ενεργή λύση οπτικών καλωδίων είναι καλά τοποθετημένη για να χρησιμεύσει ως η ραχοκοκαλιά της αποδοτικής, κλιμακώσιμη διασυνδεσιμότητα μεταξύ των ράκ για την επόμενη γενιά υπολογιστών υψηλών επιδόσεων και φορτίων εργασίας τεχνητής νοημοσύνης.