ماژول نوری مرکز داده NVIDIA Mellanox MMA4Z00-NS در حال کار است

در خوشه‌های آموزشی هوش مصنوعی و محیط‌های محاسباتی با کارایی بالا (HPC)، معماران شبکه دائماً با یک مبادله حیاتی مواجه می‌شوند: لینک‌های کوتاه‌مدت داخل رک پهنای باند فوق‌العاده بالایی را می‌طلبند، در حالی که اتصالات بین دانشگاهی توسط نوع فیبر و تضعیف سیگنال محدود می‌شوند. چگونه می توانید هم توان عملیاتی 800G را در داخل یک رک سرور و هم انتقال 400G را به ساختمانی در فاصله 200 متری، در حالی که از فیبر چند حالته موجود استفاده می کنید، تحویل دهید؟ راNVIDIA Mellanox MMA4Z00-NSماژول نوری مرکز داده پاسخی عملی ارائه می دهد که پهنای باند، فاصله و هزینه را متعادل می کند.

چالش: افزایش نیازهای پهنای باند در مقابل محدودیت های فاصله

یک ارائه‌دهنده خدمات ابری بزرگ هنگام ساختن یک پلتفرم آموزشی جدید هوش مصنوعی دقیقاً با این معضل مواجه شد. آنها به 800G اتصال متقابل کم تأخیر بین سرورهای GPU در همان رک نیاز داشتند، در حالی که به طور همزمان نتایج محاسباتی را به یک خوشه ذخیره سازی که در فاصله 200 متری در ساختمانی متفاوت قرار دارد، جمع می کردند. رویکردهای سنتی به ماژول‌های جداگانه نیاز دارند: یک SR8 800G برای مسافت‌های کوتاه و یک LR4 400G برای پیوند دانشگاه. این نه تنها موجودی قطعات یدکی را افزایش داد، بلکه ظرفیت بندر را نیز تلف کرد. مهم تر از آن، فیبر چند حالته OM4 نصب شده نمی تواند به طور بومی 200 متر را با سرعت 800G پشتیبانی کند. این تیم به راه حلی نیاز داشت که از مزایای هزینه فیبر چند حالته استفاده کند و در عین حال فراتر از محدودیت های مسافت معمولی گسترش یابد.

پس از بررسیبرگه داده MMA4Z00-NSو مهندسان با انجام آزمایشات عملی دریافتند کهNVIDIA Mellanox MMA4Z00-NSیک قابلیت منحصر به فرد حالت دوگانه را ارائه می دهد. می تواند به عنوان یک استاندارد عمل کندفرستنده گیرنده MMA4Z00-NS 800G OSFP SR8با استفاده از اپتیک موازی 8*100G PAM4 برای قفسه‌های کوتاه‌دست، یا پیکربندی مجدد درMMA4Z00-NS 2x400G InfiniBand/Ethernetحالت، نقشه برداری دو سیگنال مستقل 400G بر روی همان کانکتور MPO-16. این انعطاف پذیری مسیر جدیدی را برای حل هر دو پهنای باند مسافت کوتاه و انتقال گسترده با یک ماژول باز کرد.

راه حل: یک ماژول، دو حالت، بودجه لینک بهینه شده

استقرار نهایی از طراحی چند لایه پیروی کرد. در همان رک فیزیکی، گره‌های GPU به سوئیچ‌های برگ وصل می‌شوندفرستنده گیرنده MMA4Z00-NS 800G OSFP SR8حالت روی فیبر چند حالته OM4، دستیابی به 70 متر در 800G کامل - بیش از اندازه کافی برای پیوندهای درون رک. برای پیوند 200 متری پردیس متقابل، به جای ریپ کردن و جایگزینی با فیبر تک حالته، تیم همان ماژول را در حالت شکست 2*400G مجدداً پیکربندی کرد. با استفاده از کاهش پراکندگی مدال در سرعت‌های پایین‌تر در هر کانال، فاصله انتقال موثر از 50 متر (در 800G) به 200 متر (در 400G در هر کانال) افزایش یافت. فعال کننده کلید، با توجه بهمشخصات MMA4Z00-NS، حاشیه حساسیت گیرنده است - وقتی در 400G کار می کند، بودجه پیوند نوری تقریباً 3dB افزایش می یابد که برای پوشش دادن تضعیف فیبر اضافی کافی است.

• استقرار درون رک:عملکرد موازی 8*100G PAM4 پهنای باند غیر مسدود کننده 800G را با تأخیر زیر 90 ثانیه ارائه می کند.
• استقرار بین دانشگاهی:همان ماژول، همان فیبر MPO-16، در حال اجرا در حالت 2*400G برای اتصال دو سوئیچ ذخیره سازی جداگانه برای افزونگی پیوند.
• اعتبار سنجی سازگاری:از قبل تأیید شده استسازگار با MMA4Z00-NSلیست سوئیچ (شامل خانواده NVIDIA Quantum-2 و Spectrum-4) عملکرد plug-and-play را تضمین می کند.

این رویکرد هزینه مهندسی کشیدن فیبر تک حالته جدید را حذف کرد و از خرید ماژول های نوری اضافی اجتناب کرد. وقتی مدیران تدارکات بررسی کردندقیمت MMA4Z00-NSآنها دریافتند که در حالی که هزینه یک ماژول کمی بیشتر از یک 800G SR8 سنتی است، توانایی ارائه دو مورد استفاده با یک عدد قطعه، نیازهای فرستنده گیرنده بین پردیس را تا 50% کاهش می‌دهد و هزینه کل مالکیت (TCO) را تقریباً 30% کاهش می‌دهد.

نتایج: پهنای باند، فاصله و هزینه در تعادل

نظارت پس از استقرار نتایج قانع‌کننده‌ای را نشان داد: لینک‌های 800G درون رک به 99.2 درصد توان عملیاتی مؤثر با نرخ خطای بیت زیر 1e-12 دست یافتند. پیوندهای کراس پردیس 2*400G به طور پایدار بیش از 200 متر فیبر OM4 را بدون تکان دادن پیوند اجرا کردند. با تشکر ازراه حل فرستنده گیرنده MMA4Z00-NS 800G OSFP SR8با فرم فاکتور استاندارد شده OSFP، تیم‌های عملیاتی از یک مجموعه واحد از ابزارهای تشخیصی - پایش توان نوری، دما و ولتاژ منبع تغذیه - در هر دو سناریو استفاده کردند. در مقایسه با طرح اولیه، تعداد سوئیچ‌های سطح رک 15 درصد کاهش یافت و پیچیدگی کابل‌کشی بین دانشگاه تا 40 درصد کاهش یافت.

نگاه به آینده: الگویی برای پارچه های دوردست هیبریدی

این مورد نشان می دهد کهNVIDIA Mellanox MMA4Z00-NSفراتر از یک فرستنده و گیرنده پرسرعت است – این ابزار استراتژیک برای معمارانی است که نیاز به تعادل پهنای باند و فاصله بدون ارتقاء لیفتراک دارند. برای سازمان هایی که به دنبال خرید هستند، چندین توزیع کننده اکنون لیست می کنندMMA4Z00-NS برای فروشبا پشتیبانی کامل از گارانتی NVIDIA. چه در حال طراحی یک خوشه هوش مصنوعی جدید باشید یا یک کارخانه فیبر چند حالته موجود،راه حل فرستنده گیرنده MMA4Z00-NS 800G OSFP SR8یک مسیر واحد و مقرون به صرفه به جلو ارائه می دهد.