کابل نوری فعال ملانوکس (NVIDIA Mellanox) MFS1S00-H020V AOC در عمل

کابل اپتیکال فعال Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S00-H020V در عمل | اتصال بین رک با سرعت بالا در مسافت کوتاه و ساده‌سازی کابل‌کشی

پیش‌زمینه و چالش‌ها

در یک خوشه محاسباتی با عملکرد بالا یا آموزش هوش مصنوعی معمولی، گره‌های محاسباتی به صورت متراکم در رک‌ها بسته‌بندی می‌شوند و سوئیچ‌های برگ (leaf switches) فقط یک یا دو رک با سرورهایی که سرویس می‌دهند فاصله دارند. این لینک‌های با برد کوتاه، متعدد، تکراری و غیرقابل اغماض هستند: هر اتصال باید با تأخیر کم 200 گیگابیت بر ثانیه را حفظ کند و هر کانکتور، ماژول و مسیر فیبر اضافی، هزینه، موجودی و سطح عیب‌یابی را افزایش می‌دهد.

در یک سناریوی استقرار نماینده، یک تیم شبکه که یک پارچه InfiniBand HDR را اداره می‌کرد، دقیقاً با این مشکل روبرو شد. فواصل بین رک‌ها از 5 تا 20 متر متغیر بود، محدوده‌ای که کابل‌های مسی پسیو با یکپارچگی سیگنال و حجم کابل مشکل داشتند، در حالی که ماژول‌های نوری مجزا به علاوه مونتاژهای فیبر جداگانه، تعداد قطعات برای انبار کردن و اتصال را دو برابر می‌کرد. مدیریت کابل در داخل رک‌های متراکم دشوار شد، جریان هوا مختل شد و زمان نصب برای هر لینک بسیار بیشتر از آنچه تیم می‌خواست بود. معماران به دنبال جایگزینی بودند که از کارخانه تمام شده و پلاگین باشد و بتواند در مقیاس بدون قربانی کردن عملکرد 200G مستقر شود.

راه حل و رویکرد استقرار

تیم بر روی Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S00-H020V، یک کابل اپتیکال فعال AOC استاندارد شد که موتور نوری را مستقیماً در یک مونتاژ واحد که از کارخانه تمام شده است، ادغام می‌کند. با یک کانکتور QSFP56 در هر انتها و برد 20 متر، کابل MFS1S00-H020V 200G QSFP56 AOC کل محدوده لینک‌های بین رک در این محیط را بدون نیاز به اپتیک مجزا یا پچ پنل پوشش می‌دهد.

از آنجایی که مونتاژ از پیش تمام شده و تست شده می‌رسد، استقرار از یک الگوی ساده پیروی کرد: یک انتها را به پورت NIC سرور یا گره GPU وصل کنید، انتهای دیگر را به پورت سوئیچ برگ وصل کنید و وضعیت لینک را تأیید کنید. هیچ درج ماژول، تمیز کردن فیبر، یا جفت کردن کانکتور در رک مورد نیاز نبود. برای اعتبارسنجی، مهندسان مشخصات MFS1S00-H020V و دیتاشیت MFS1S00-H020V را برای تأیید بودجه نوری و تحمل‌های محیطی بررسی کردند و انواع پورت‌های سازگار با MFS1S00-H020V را در برابر کارت‌های خط سوئیچ NVIDIA Mellanox موجود قبل از استقرار در دسته‌های بزرگ بررسی کردند.

• طول استاندارد 20 متر برای پوشش تمام فواصل بین رک در ردیف‌های هدف
• طراحی مونتاژ واحد برای کاهش تعداد قطعات و موجودی قطعات یدکی
• استقرار دسته‌ای بر اساس ردیف، با تأیید لینک پس از کابل‌کشی هر رک
• به عنوان یک کابل اپتیکال فعال MFS1S00-H020V InfiniBand HDR 200Gb/s، که بر روی پورت‌های پارچه HDR مستقر شده و در صورت نیاز برای لینک‌های اترنت 200G نیز قابل استفاده است

نتایج و مزایا

مهمترین دستاورد فوری، ساده‌سازی کابل‌کشی بود. جایگزینی ترکیبات ماژول به علاوه فیبر با یک راه حل کابل اپتیکال فعال AOC واحد MFS1S00-H020V 200G، تعداد اجزای هر لینک را کاهش داد و زمان صرف شده برای اتصال و برچسب‌گذاری اتصالات را کاهش داد. مسیرهای کابل نازک‌تر و انعطاف‌پذیرتر، جریان هوا را بهبود بخشید و نگهداری در سطح رک را آسان‌تر کرد، زیرا تکنسین‌ها می‌توانستند یک لینک را بدون از هم پاشیدن کابل‌های مجاور ردیابی و جایگزین کنند.

از نظر عملیاتی، تیم گزارش داد که مشکلات کمتری در سطح لینک در طول راه‌اندازی وجود داشت، عمدتاً به این دلیل که مسیر نوری در کارخانه تمام شده و تست شده بود به جای اینکه در محل مونتاژ شود. یکپارچگی سیگنال در محدوده 5 تا 20 متر ثابت بود و لینک‌های HDR 200Gb/s به طور قابل پیش‌بینی در سراسر پارچه برقرار شدند. مدیریت قطعات یدکی نیز بهبود یافت: یک SKU واحد کل محدوده اتصالات بین رک را پوشش می‌داد، که تدارکات را ساده می‌کرد و خطر قطعات نامنطبق در طول تعمیرات را کاهش می‌داد.

برای اهداف برنامه‌ریزی، تیم خاطرنشان کرد که قیمت MFS1S00-H020V و در دسترس بودن MFS1S00-H020V برای فروش باید با شرکای کانال مجاز تأیید شود و گسترش‌های آینده نیز از همین طول کابل استاندارد پیروی خواهند کرد تا صورتحساب مواد ساده بماند. پارامترهای نوری و مکانیکی دقیق در دیتاشیت MFS1S00-H020V برای بررسی‌های طراحی مستند باقی می‌مانند.

خلاصه و چشم‌انداز

این استقرار نشان می‌دهد که Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S00-H020V در کجا بهترین کاربرد را دارد: لینک‌های متراکم بین رک در محدوده 5 تا 20 متر، جایی که پهنای باند 200 گیگابیت بر ثانیه، یکپارچگی سیگنال قابل پیش‌بینی و پیچیدگی کابل‌کشی کاهش یافته همزمان اهمیت دارند. با ادغام اپتیک و کابل در یک مونتاژ، وظیفه کابل‌کشی تکراری و مستعد خطا را به یک مرحله تکرارپذیر و استاندارد تبدیل می‌کند. با ادامه مقیاس‌پذیری پارچه‌های InfiniBand HDR و اترنت 200G، این نوع لینک نوری فعال پلاگین احتمالاً به یک گزینه عملی برای اتصالات برد کوتاه باقی خواهد ماند.