کابل نوری فعال NVIDIA Mellanox MFS1S50-H010E AOC در عمل

NVIDIA Mellanox MFS1S50-H010E کابل نوری فعال AOC در عمل.

پیش زمینه و چالش: معضل تراکم و کابل کشی در اتصال های بین المللی کوتاه مدت

همانطور که معماری های مرکز داده به سمت توپولوژی های 200G و 400G تکامل می یابند، لایه فیزیکی بین کابینت های مجاور اغلب به یک گلوی فشرده نادیده گرفته می شود.در حالی که فرستنده های نوری با سیم های پیچ فیبر جداگانه ای جفت می شوند، دامنه مورد نیاز را ارائه می دهند.، آنها چندین نقطه اتصال را معرفی می کنند هرکدام یک منبع احتمالی خرابی هستند. در مقابل، DAC های مس منفعل، اگرچه ساده و مقرون به صرفه هستند، در فاصله بسیار محدود هستند.به طور معمول در 3 ′′5 متر برای انتقال قابل اعتماد 200G PAM4برای بسیاری از معماران شبکه، فاصله 515 متر بین قفسه های سرور همسایه به یک "منطقه خاکستری" ناامید کننده می افتد: برای DAC بسیار طولانی است،اما هنوز هم خیلی کوتاه برای توجیه هزینه و پیچیدگی لینک های نوری مبتنی بر گیرنده کامل.

این چالش در خوشه های آموزش هوش مصنوعی با تراکم بالا و شبکه های ذخیره سازی تقویت می شود، جایی که صدها پورت 200G باید در یک ردیف کابینت متصل شوند.,نقطه اتصال، یا ماژول گیرنده اضافه کردن از دست دادن ورودی، افزایش زمان عیب یابی، و استفاده از فضای قفسه ارزشمند.مدیران فناوری اطلاعات به طور معمول گزارش می دهند که مدیریت کابل به تنهایی تقریباً 20 درصد از تاخیر در راه اندازی را تشکیل می دهد، چون بسته های کابلی بزرگ مانع از جریان هوا می شوند و تعمیرات سخت افزاری آینده را پیچیده می کنند.نیاز به یک راه حل که سادگی پلاگ و پلی DAC را با دسترسی و یکپارچگی سیگنال فیبر نوری ترکیب می کندNVIDIA Mellanox MFS1S50-H010Eکابل نوری فعال برای پر کردن طراحی شده بود.

راه حل و استقرار: معماری شکستن با لایه فیزیکی ساده

در قلب این راه حلکابل AOC MFS1S50-H010E 200G QSFP56، که یک پورت میزبان 200G QSFP56 را در یک طرف به پایان می رساند و در طرف دیگر به دو کانکتور مستقل 100G QSFP56 تقسیم می شود. در یک سناریوی انتشار معمولی،یک سوئیچ بالای راک (ToR) مجهز به لینک های صعودی 200G از طریقNVIDIA Mellanox MFS1S50-H010Eبه دو گره محاسباتی جداگانه یا کنترل کننده های ذخیره سازی واقع در یک کابینت مجاور، حدود 10 متر دور.MFS1S50-H010E 200Gb/s تا 2x100Gb/s QSFP56 تا 2xQSFP56پیکربندی به طور موثر چگالی پورت موثر سوئیچ را دو برابر می کند، زیرا هر پورت 200G در حال حاضر به جای یک، به دو دستگاه خدمت می کند.بدون نیاز به ماژول های شکستن اضافی یا کابل های فن آوت خارجی.

از دیدگاه انتشار فیزیکی، طراحی یکپارچه AOC سه جزء جداگانه را حذف می کند: گیرنده میزبان، گیرنده های دور و سیم پیچ فیبر متمایز.کل مجمع در کارخانه به پایان می رسد، برای از دست دادن ورودی از انتهای به انتهای آزمایش می شود، و برای پاسخگویی بهمشخصات MFS1S50-H010E، که شامل 50 متر از طریق فیبر OM4، مصرف برق < 3.5W در هر انتها و پشتیبانی کامل از نظارت تشخیصی دیجیتال (DDM) است.مهندسان شبکه می توانند به سادگی کانکتورهای QSFP56 را به سوئیچ ها و پورت های سرور مربوطه وصل کنند، کابل انعطاف پذیر را از طریق سینی های کابل بالا یا کانال های جانبی هدایت کنید و لینک را در عرض چند دقیقه به کار ببرید

چون کابلسازگاری با MFS1S50-H010Eبا خانواده های سوئیچ NVIDIA Spectrum و Quantum، و همچنین ConnectX-6 Dx و BlueField-2 SmartNICs، انتشار نیازی به بروزرسانی درایور یا پچ های نرم افزار ندارد.در یک نصب اخیر اثبات مفهوم که هشت کابینت مجاور را پوشش می دهد، یک تیم متشکل از سه مهندس 48 پیوند AOC را در کمتر از چهار ساعت، در مقایسه با دو روز برآورد شده با استفاده از ترانسسیورهای جداگانه و بسته های فیبر به پایان رسید.راه حل کابل AOC MFS1S50-H010E 200G QSFP56به ویژه در کاهش ازدحام سینی کابل موثر بوده است: از آنجا که شکستن در انتهای دور رخ می دهد، صندوق اصلی بین کابینت ها تنها یک کابل 200G را در هر پیوند حمل می کند،به جای دو کابل 100G جداگانه، کاهش قطر بسته تقریبا 40٪.

نتایج و مزایا: سود قابل اندازه گیری در تراکم، قابلیت اطمینان و مدیریت

نظارت پس از راه اندازی در سراسر 48 پیوند AOC نشان داد که چندین پیشرفت قابل اندازه گیری وجود دارد.به خوبی در محدوده محدودی نسبت خطا بیت (BER)، حتی در طول چرخه حرارتی از 25 °C تا 50 °C دمای محیط.این قابلیت اطمینان مستقیماً از تراز نوری بهینه شده در کارخانه و فیبر OM4 با کیفیت بالا که در مونتاژ استفاده می شود ناشی می شودورق اطلاعات MFS1S50-H010Eدوم، مصرف برق در هر پیوند به طور متوسط 6.8W (3.4W در هر انتهای) بود، در مقایسه با حدود 9.5W برای دو گیرنده 100G جداگانه به علاوه گیرنده 200G میزبان،با صرفه جویی 28٪ در مصرف برق در هر پیوند فعالدر یک ناوگان 500-link، این به بیش از 1.3kW از بار گرمایی کاهش یافته است، به طور مستقیم کاهش نیاز به خنک سازی.

از نظر عملیاتی، ساده سازی کابل سازی مزایای حتی بیشتر را به همراه داشت.تعداد نقاط اتصال فیزیکی در هر پیوند از شش (دو گیرنده در هر انتهای به علاوه دو کانکتور سیم پیچ) به دو (دو پلاگ QSFP56) کاهش یافته استاین کاهش 66 درصدی در تعداد کانکتورها به طور چشمگیری احتمال خرابی های متناوب ناشی از آلودگی گرد و غبار یا استرس مکانیکی را کاهش داد.مدیران فناوری اطلاعات همچنین اشاره کردند که رفع مشکل به طور قابل توجهی ساده تر شده است، زیرا رابط DDM کابل، خواندن قدرت نوری و درجه حرارت را در زمان واقعی از طریق اتوبوس استاندارد I2C فراهم می کند، به مهندسان اجازه می دهد تا روند تخریب را قبل از اینکه بر ترافیک تأثیر بگذارند، تشخیص دهند.

از منظر هزینه مالکیت،قیمت MFS1S50-H010E، در حالی که در ابتدا بالاتر از یک DAC منفعل، نشان داد رقابتی زمانی که کل هزینه های راه اندازی در نظر گرفته شده است. طراحی یکپارچه نیاز به موجودی جداگانه گیرنده را از بین می برد.خرید سیم های فیبرعلاوه بر این، از آنجا که AOC به عنوان یک مجموعه کامل در کارخانه آزمایش می شود،نرخ شکست در طول ۹۰ روز اول در تمام واحدهای مستقر صفر بود، نتیجه ای که به ندرت با پیوندهای نوری روی زمین به دست می آید..MFS1S50-H010E برای فروشهمچنین شامل یک گارانتی استاندارد 3 ساله است که هزینه کل ریسک را بیشتر کاهش می دهد.

خلاصه و چشم انداز: یک طرح برای تراکم بالا، اتصال کوتاه مدت

تجربه کار باNVIDIA Mellanox MFS1S50-H010Eدر محیط های چند کابینت به وضوح نشان می دهد که "منطقه خاکستری" بین DAC و نوری مبتنی بر گیرنده می تواند به طور موثر بدون سازش پل شود.با ترکیب قابلیت 200G-to-2×100G، عملکرد نوری بهینه شده کارخانه، و یک مدل لجستیک واحد SKU،MFS1S50-H010Eارائه می دهد یک پاسخ عملی، میدان اثبات شده به تراکم، قدرت، و چالش های مدیریت شده که مدت طولانی تیم های عملیات مرکز داده را ناامید کرده است.

به جلو نگاه کنید، به عنوان 200G اترنت تبدیل به سرعت دسترسی پیش فرض برای AI و HPC بار کار، و به عنوان 400G ستون فقرات uplinks بیشتر نیاز به اتصال های موثر شکستن،راه حل هایی مانند MFS1S50-H010E به احتمال زیاد بلوک های ساختمانی استاندارد در معماری نسل بعدی می شوندسازگاری کابل با پلتفرم های سوئیچ 800G در حال ظهور (از طریق شکستن دوگانه 400G، در صورت لزوم) تضمین می کند که در آینده ثابت شود.اگرچه به معماران شبکه توصیه می شود که آخرینورق اطلاعات MFS1S50-H010Eبرای پشتیبانی و توصیه های طول پلتفرم خاص. موفقیت این راه اندازی همچنین نشان دهنده یک روند گسترده تر است: ترجیح فزاینده برایمجموعه ای از AOC های کاربردی خاص بر روی ترانسسیورهای عمومی به علاوه کابل های زمینه ای، به ویژه در محیط هایی که سرعت پیاده سازی و سادگی عملیاتی از تفاوت هزینه های افزایشی سخت افزار بیشتر است.

برای سازمان هایی که برنامه ریزی توپولوژی های پل گذاری 200G تا 100G مشابه بین کابینت های مجاور دارند،MFS1S50-H010Eاین ترکیب از یکپارچه سازی الکتریکی، نوری و مکانیکی نه تنها سردرد های امروز کابل کشی را حل می کند بلکه یکلایه فیزیکی قابل پیش بینی تر برای موج بعدی مقیاس بندی مرکز داده.