راه حل فنی کابل نوری فعال Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S00-H005V AOC

Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S00-H005V AOC راه حل فنی کابل نوری فعال

1. پیشینه پروژه و تحلیل نیازهای

به عنوان خوشه های آموزش هوش مصنوعی و محیط های محاسبات با عملکرد بالا (HPC) همچنان در حال افزایش است، InfiniBand HDR 200G به استاندارد پهنای باند متقابل اصلی تبدیل شده است.با این حال، در پیاده سازی های دنیای واقعی، اتصال فیزیکی بین راک اغلب به عنوان تنگنایی حیاتی که بر قابلیت اطمینان سیستم کلی و کارایی تحویل تأثیر می گذارد، ظاهر می شود.رویکردهای سنتی معمولاً بر ترکیبی از "QSFP56 SR4 ماژول های نوری + کابل های پچ فیبر MPO" تکیه می کنند.این معماری به سرعت مشکلات متعددی را در مقیاس های بیش از 20 ریک نشان می دهد:تعداد زیادی از قطعات منجر به افزایش بار نصب و تمیز کردن می شوددوم، نرخ شکست میدان ماژول های نوری (به ویژه به دلیل آلودگی بندر و آسیب ESD) به طور قابل توجهی بالاتر از مجموعه های یکپارچه کارخانه است و سوم،سینی های کابل به سرعت با پرنده های MPO اشباع می شوند، کاهش جریان هوا و مانع از عملیات نگهداری بعدی می شود.معماران شبکه به سرعت نیاز به یک راه حل جایگزین دارند که انتقال دهنده و رسانه انتقال را به یک واحد واحد متحد کند، تعداد قطعات موجود را کاهش می دهد و قابلیت اطمینان اتصال را افزایش می دهد.

2. طراحی کلی معماری شبکه و سیستم

این راه حل یک توپولوژی Fat-Tree مبتنی بر InfiniBand HDR را اتخاذ می کند، که در آن گره های محاسباتی از طریق سوئیچ های Top-of-Rack (ToR) به لایه اصلی جمع می شوند. برای اتصال بین لایه فیزیکی،ما استاندارد بر رویMFS1S00-H005Vکابل نوری فعال به عنوان رسانه، جایگزین ترکیب قدیمی "ماژول + پچ" می شود. هر AOC دارای کانکتورهای QSFP56 در هر دو سر است،اتصال مستقیم به پورت های سوئیچ یا آداپتور بدون نیاز به فریم های توزیع نوری اضافی (ODF) یا آداپتورها. این معماری هر پیوند را از 3 جزء مستقل به تنها 1 فشرده می کند، اساساً شکست های ابتدایی پیوند ناشی از عدم تطابق آخر صفحه ماژول و پچ را از بین می برد،پاکسازی ناقصدر عین حال، کاهش قابل توجهی در تعداد کابل ها فضای قابل توجهی را در سینی کابل ها آزاد می کند.بهبود جریان هوا و دستیابی به توزیع یکنواخت تر دمای داخل قفسه ها.

3نقش Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S00-H005V و ویژگی های اصلی آن

در قلب این راه حل اتصال بین قفسه،NVIDIA Mellanox MFS1S00-H005Vکه قبل از اتمامکابل MFS1S00-H005V 200G QSFP56 AOCکه یکپارچه کننده گیرنده های مبتنی بر VCSEL و فیبر چند حالت OM4 را در یک مجموعه واحد آزمایش شده در کارخانه ادغام می کند.کابل نوری فعال MFS1S00-H005V InfiniBand HDR 200Gb/s، این دستگاه پهنای باند دوگانه 200G کامل را در مسافت های تا 50 متر ارائه می دهد که به طور کامل با 5 تا 20 متری که بین قفسه های مجاور یا نزدیک در اکثر طرح های مرکز داده است، مطابقت دارد.مشخصات MFS1S00-H005Vمشخص کردن پارامترهای کلیدی نوری و الکتریکی: مصرف برق معمولی کمتر از 1.5W در هر طرف، میزان خطا بیت (BER) کمتر از 1e-15 و حداقل شعاع خم 30mm. این ویژگی ها،که به طور کامل درصفحه اطلاعات MFS1S00-H005V، هم یکپارچگی سیگنال و هم انعطاف پذیری مکانیکی را تضمین می کند.

درسازگاری با MFS1S00-H005Vاین اکوسیستم تمام خانواده های اصلی سوئیچ NVIDIA Quantum و Spectrum و همچنین کارت های آداپتور ConnectX و BlueField را پوشش می دهد و امکان ادغام یکپارچه در پارچه های HDR موجود را فراهم می کند.از منظر انکشاف، ماهیت پلاگ و پلی کابل مراحل پایان دادن به میدان را حذف می کند، و کانکتورهای فابریک بسته شده آن از قبل تمیز شده و گواهی شده است، که تغییرات نصب را به شدت کاهش می دهد.

4توصیه های تعبیه و مقیاس بندی

ما یک رویکرد پیاده سازی مرحله ای را برای به حداقل رساندن ریسک و بهینه سازی یادگیری عملیاتی توصیه می کنیم. در مرحله 1 Pilot انتخاب 4 تا 6 قفسه ای که طولانی ترین کابل ها و چگالی ترین پیکربندی ها را نشان می دهد.جایگزین کردن ماژول+پیچ لینک های موجود باMFS1S00-H005V 200G QSFP56 راه حل کابل AOC، اندازه گیری حاشیه های واقعی قدرت نوری و ثبت زمان آوردن لینک برای مقایسه. مرحله 2استفاده از قطر کابل کاهش یافته و انعطاف پذیری خم برای تغییر مسیر و تقویت سینی های کابل. فاز 3 ️ Full Compute Fabric ️ اتصال تمام گره های محاسباتی GPU به سوئیچ های ToR با استفاده از همان نوع AOC ، اطمینان از عملکرد سازگار در سراسر کلستر.

برای مقیاس بیش از 50 قفسه، در نظر گرفتن گروه بندی قفسه به "پود" از 8 تا 12، با هر پود با استفاده ازMFS1S00-H005Vبرای اتصال های داخلی. برای مسافت های طولانی (> 50m) ، با فرستنده های نوری فعال یا DAC (Direct Attach Copper) برای مسافت های کوتاه کمتر از 5m تکمیل شود.قیمت MFS1S00-H005Vدر میان توزیع کنندگان متعدد برای بهینه سازی خرید انبوه، و تاییدMFS1S00-H005V برای فروشدر دسترس بودن با زمان های پیشرو که با برنامه تعبیه شما مطابقت دارد.

5. عملیات، نظارت و رفع مشکل

اگرچهMFS1S00-H005Vیک کابل منفعل (غیر قابل برنامه ریزی) است، این کابل شامل حافظه EEPROM است که داده های عملیاتی حیاتی را که از طریق سوئیچ میزبان یا آداپتور قابل دسترسی است ذخیره می کند.

• تشخیص دیجیتال: از طریق رابط مدیریت QSFP56 از دمای کابل، ولتاژ و جریان انحراف پرسید. انحراف از مقادیر معمولی (همانطور که درصفحه اطلاعات MFS1S00-H005V) ممکن است نشان دهنده استرس فیزیکی یا مشکلات اتصال باشد.
• نظارت بر خطای پیوند: تراکت FEC (تعدیل خطای جلو) شمارنده های اصلاح شده / اصلاح نشده در سوئیچ.یک افزایش ناگهانی در خطاهای اصلاح نشده نشان می دهد یک پیوند تخریب شده به طور فیزیکی بررسی مسیر کابل برای پیچ و تاب و یا تنش بیش از حد.
• بازرسی بصری: علیرغم مهر و موم کارخانه، اتصال مجدد پس از تعمیر و نگهداری می تواند آلودگی ایجاد کند. از یک دوربین فیبر دستی برای بررسی سطوح نهایی استفاده کنید و در صورت لزوم با پاک کننده های خشک تمیز کنید.
• برچسب گذاری کابل: هر سندMFS1S00-H005Vشماره سریال و نقشه برداری از انتهای به انتهای آن در یک پایگاه داده DCIM یا دارایی. این عمل عیب یابی را ساده می کند و جایگزینی هدفمند را تسهیل می کند.

برای ۳۰ روز اول پس از تعینات، توصیه می کنیم نظارت روزانه بر شمارنده های خطا برای ایجاد یک خط پایه، انتقال به چک های هفتگی هنگامی که ثبات تأیید شود.نرخ شکست میدان نزدیک به صفر AOC ها در مقایسه با ماژول های جدایی یافته به طور معمول MTTR را 60-70٪ کاهش می دهد.

6خلاصه و ارزیابی ارزش

درNVIDIA Mellanox MFS1S00-H005Vارائه یک راه حل AOC بسیار بهینه شده و مورد آزمایش در زمینه است که به طور مستقیم به چالش های قابلیت اطمینان، تراکم و عملیاتی اتصال های HDR 200G بین ریک می پردازد.با جمع آوری دو فرستنده و یک فیبر پرنده به یک مجموعه واحد تایید شده توسط کارخانه، تعداد قطعات در هر پیوند را 66٪ کاهش می دهد، خرابی های مربوط به ماژول را از بین می برد و زمان نصب را بیش از 80٪ کاهش می دهد.کابل MFS1S00-H005V 200G QSFP56 AOCیک مزیت واضح TCO را برای خوشه هایی که از 20 تا 200+ قفسه دارند ارائه می دهد.مشخصات MFS1S00-H005Vبرای معماری های شبکه و مدیران عملیات، این راه حل یک عملکرد قابل پیش بینی،پایه لایه فیزیکی مقیاس پذیر که زمان بندی های استقرار را تسریع می کند و هزینه های نگهداری بلند مدت را کاهش می دهدمدارک فنی دقیق، از جملهصفحه اطلاعات MFS1S00-H005Vو راهنمای ادغام، از طریق کانال های رسمی NVIDIA در دسترس است.