Ενεργό οπτικό καλώδιο Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S50-H010E AOC στην πράξη

Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S50-H010E AOC Καλώδιο Οπτικής Ενεργού σε Πράξη | Διασύνδεση Υψηλής Ταχύτητας Μικρής Εμβέλειας Rack-to-Rack και Απλοποίηση Καλωδίωσης

Κατά τη μετάβαση από τα 100G στα 200G στα κέντρα δεδομένων, εμφανίζεται μια κοινή ασυμφωνία εντός του rack: οι διακόπτες επιπέδου πρόσβασης προσφέρουν ήδη θύρες 200G, ενώ πολλοί διακομιστές εξακολουθούν να βασίζονται κυρίως σε διεπαφές 100G. Εάν κάθε συσκευή 100G καταλαμβάνει μια αποκλειστική θύρα 200G, η αξιοποίηση του εύρους ζώνης μειώνεται στο μισό. εάν χρησιμοποιείται η παραδοσιακή προσέγγιση μονάδας συν breakout box, το πίσω μέρος του ντουλαπιού γεμίζει με επιπλέον εξαρτήματα και καλώδια σύνδεσης. Το καλώδιο οπτικής ενεργού Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S50-H010E επιλύει αυτό μετατρέποντας μία θύρα QSFP56 200G σε δύο συνδέσεις 100G μέσω μιας ενιαίας ενσωματωμένης διάταξης. Αυτό το άρθρο εξετάζει την εφαρμογή του σε διασυνδέσεις υψηλής ταχύτητας μικρής εμβέλειας rack-to-rack και στην απλοποίηση καλωδίωσης.

Υπόβαθρο και Προκλήσεις: Το Δίλημμα του Rack Μικτών Ρυθμών

Πολλοί διακομιστές AI inference, εικονικοποίησης και γενικής χρήσης συνεχίζουν να διαθέτουν διεπαφές δικτύου 100G, ακόμη και καθώς οι διακόπτες leaf μεταβαίνουν σε 200G. Σε αυτό το περιβάλλον μικτών ρυθμών, η αποδοτικότητα των θυρών γίνεται ζήτημα κόστους παρά τεχνική λεπτομέρεια. Οι αρχιτέκτονες χρειάζονται έναν τρόπο σύνδεσης δύο τερματικών σημείων 100G ανά θύρα διακόπτη 200G χωρίς την προσθήκη επιπέδων διακοπτών ή εξωτερικού υλικού fan-out.

Η συμβατική λύση χρησιμοποιεί μια οπτική μονάδα 200G, ένα εξωτερικό breakout box και δύο καλώδια σύνδεσης. Αυτό πολλαπλασιάζει τα σημεία σύνδεσης, αυξάνει την κατανάλωση ενέργειας και δημιουργεί ένα μπέρδεμα καλωδίων που επιβραδύνει τις μετακινήσεις, τις προσθήκες και τις αλλαγές. Κάθε επιπλέον σύνδεση είναι επίσης μια πιθανή πηγή απώλειας εισαγωγής ή μόλυνσης, η οποία περιπλέκει την έναρξη λειτουργίας και την αντιμετώπιση προβλημάτων. Για τους διαχειριστές IT που τυποποιούν τα φυσικά επίπεδα σε επίπεδο rack, η έλλειψη ενός ενιαίου αριθμού εξαρτήματος καθιστά την εφεδρεία και την τεκμηρίωση πιο δύσκολη από ό,τι θα έπρεπε.

Λύση και Ανάπτυξη: Τυποποίηση στο MFS1S50-H010E

Το NVIDIA Mellanox MFS1S50-H010E είναι ένα καλώδιο οπτικής ενεργού μήκους 10 μέτρων που χωρίζει μια ενιαία θύρα QSFP56 200Gb/s σε δύο συνδέσεις QSFP56 100Gb/s. Η άκρη 200G χρησιμοποιεί τέσσερις γραμμές διαμόρφωσης PAM4 50Gb/s, ενώ κάθε άκρη 100G χρησιμοποιεί δύο γραμμές PAM4 50Gb/s, διατηρώντας πλήρη απόδοση 100Gb/s και στις δύο διαδρομές. Επειδή η οπτική μηχανή και η λογική διαχωρισμού είναι ενσωματωμένες στο καλώδιο, δεν απαιτείται ξεχωριστή εισαγωγή μονάδας ή εξωτερικό υλικό fan-out.

Σε μια τυπική ανάπτυξη, μια θύρα διακόπτη leaf στην κορυφή του rack (top-of-rack) διαμορφωμένη για breakout συνδέεται μέσω του καλωδίου AOC διαχωρισμού QSFP56 200G MFS1S50-H010E σε δύο διακομιστές 100G στο ίδιο ή σε παρακείμενο ντουλάπι. Η ίδια προσέγγιση ισχύει για ζεύγη διακομιστών GPU σε συστάδες AI, κόμβους αποθήκευσης με διεπαφές 100G και υφές spine-leaf μικτών ρυθμών όπου οι συνδέσεις ανόδου 200G πρέπει να εξυπηρετούν συσκευές πρόσβασης 100G. Οι ομάδες που ελέγχουν τις συμβατές πλατφόρμες MFS1S50-H010E θα πρέπει να επιβεβαιώσουν ότι η θύρα του διακόπτη υποστηρίζει διαμόρφωση breakout και ότι το αναπτυγμένο πρωτόκολλο ταιριάζει με την υφή.

Οι πρακτικές ανάπτυξης που αποδείχθηκαν χρήσιμες σε αυτό το σενάριο περιλαμβάνουν:

• Επαλήθευση της διαμόρφωσης breakout του διακόπτη πριν από την καλωδίωση, ώστε και οι δύο διαδρομές 100G να εκπαιδευτούν σωστά κατά την πρώτη ενεργοποίηση.
• Δρομολόγηση του ενιαίου καλωδίου σε αποκλειστικές διαδρομές, σεβόμενοι την ελάχιστη ακτίνα κάμψης και αποφεύγοντας τη συμπίεση.
• Επισήμανση και των δύο σκέλων 100G με σαφήνεια στην άκρη του διακομιστή για να διευκολυνθούν οι μελλοντικές μετακινήσεις και αλλαγές.
• Διατήρηση γνωστών καλών μονάδων MFS1S50-H010E στον χώρο για γρήγορη αντικατάσταση χωρίς καθυστέρηση προμήθειας.

Για τις ομάδες που εξετάζουν το φύλλο δεδομένων MFS1S50-H010E, οι βασικές παράμετροι που πρέπει να επιβεβαιωθούν περιλαμβάνουν το εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας, την κατανάλωση ενέργειας και την υποστήριξη διεπαφής διαχείρισης. Η σύγκριση των προδιαγραφών MFS1S50-H010E με την πραγματική διάταξη του rack βοηθά στον προσδιορισμό εάν το μήκος των 10 μέτρων καλύπτει τις περισσότερες προοριζόμενες συνδέσεις. Επειδή και οι δύο άκρες ενσωματώνουν EEPROM, η οπτική ισχύς, το ρεύμα πόλωσης, η τάση τροφοδοσίας και η θερμοκρασία μπορούν να διαβαστούν απομακρυσμένα, υποστηρίζοντας την προληπτική παρακολούθηση μετά την έναρξη λειτουργίας.

Αποτελέσματα και Οφέλη: Τι Αλλάζει στο Rack

Το πιο άμεσο όφελος είναι η ενοποίηση εξαρτημάτων. Η αντικατάσταση μιας μονάδας 200G, ενός εξωτερικού breakout box και δύο καλωδίων σύνδεσης με μια ενιαία διάταξη MFS1S50-H010E 200Gb/s σε 2x100Gb/s QSFP56 σε 2xQSFP56 αφαιρεί πολλαπλά σημεία σύνδεσης και μειώνει τον αριθμό των εξαρτημάτων που μπορούν να υποστούν βλάβη. Ο χρόνος εγκατάστασης μειώνεται αναλόγως και ο χώρος πίσω από το rack γίνεται αισθητά πιο εύκολος στη διαχείριση.

Η αποδοτικότητα των θυρών είναι το δεύτερο πρακτικό κέρδος. Επιτρέποντας σε μία θύρα διακόπτη 200G να εξυπηρετεί δύο συσκευές 100G, η λύση καλωδίου AOC διαχωρισμού QSFP56 200G MFS1S50-H010E αυξάνει τον αριθμό των συνδεδεμένων τερματικών σημείων ανά διακόπτη χωρίς πρόσθετο υλικό. Αυτό μπορεί να αναβάλει ή να εξαλείψει την ανάγκη για επιπλέον διακόπτες leaf σε πυκνά περιβάλλοντα μικτών ρυθμών, επηρεάζοντας άμεσα τόσο τις κεφαλαιουχικές όσο και τις λειτουργικές δαπάνες.

Η ισχύς και η ροή αέρα βελτιώνονται επίσης. Με περίπου 4,5W ανά καλώδιο, η ενσωματωμένη σχεδίαση καταναλώνει λιγότερη ενέργεια από έναν συνδυασμό ξεχωριστής μονάδας και breakout box. Η λεπτότερη, ελαφρύτερη διάταξη καλωδίου μειώνει τη συμφόρηση στους δίσκους και βελτιώνει τη ροή αέρα από μπροστά προς τα πίσω σε πυκνά γεμάτα ντουλάπια. Οι διαχειριστές IT που αξιολογούν τις επιλογές τιμής MFS1S50-H010E και MFS1S50-H010E προς πώληση θα πρέπει να σταθμίσουν αυτά τα λειτουργικά κέρδη μαζί με το κόστος μονάδας.

Σύνοψη και Προοπτικές

Το Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S50-H010E αντιμετωπίζει ένα συγκεκριμένο αλλά επαναλαμβανόμενο πρόβλημα φυσικού επιπέδου: πώς να εξυπηρετήσετε δύο τερματικά σημεία 100G από μία θύρα διακόπτη 200G χωρίς την προσθήκη υλικού breakout ή πολυπλοκότητας καλωδίωσης. Ενσωματώνοντας την οπτική μηχανή και τη λειτουργία breakout σε μια ενιαία διάταξη 10 μέτρων, βελτιώνει την αποδοτικότητα των θυρών, απλοποιεί την εγκατάσταση και μειώνει τον αριθμό των εξαρτημάτων που μπορούν να υποστούν βλάβη.

Καθώς τα δίκτυα μικτών ρυθμών 200G και 100G παραμένουν κοινά κατά τη μετάβαση σε υψηλότερες ταχύτητες, οι επιλογές AOC breakout όπως το καλώδιο AOC διαχωρισμού QSFP56 200G MFS1S50-H010E είναι πιθανό να παραμείνουν σχετικές για διασυνδέσεις σε επίπεδο rack. Οι ομάδες που σχεδιάζουν αναβαθμίσεις μπορούν να εξετάσουν τη συμβατότητα, τις επιλογές μήκους και τις οδηγίες ανάπτυξης για να προσδιορίσουν πώς αυτό το καλώδιο ταιριάζει στις συγκεκριμένες διατάξεις των ντουλαπιών τους. Για περαιτέρω τεχνικές λεπτομέρειες και διαθεσιμότητα