Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFA1A00-C050 AOC Giải pháp kỹ thuật cáp quang hoạt động

Cáp quang chủ động Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFA1A00-C050 AOC | Giải pháp kỹ thuật kết nối tốc độ cao tầm ngắn giữa các rack và cáp đơn giản hóa

Bối cảnh dự án và phân tích yêu cầu

Trong các trung tâm dữ liệu 100G và các cụm AI/HPC, kết nối tầm ngắn giữa các rack đối mặt với hai xung đột dai dẳng. Đồng DAC ở tốc độ 100G bị giới hạn về phạm vi, thường chỉ bao phủ vài mét trong một rack và trở nên không đáng tin cậy cho các liên kết xuyên rack hoặc các rack liền kề. Đồng thời, các cụm cáp đồng dày với bán kính uốn lớn, gây ảnh hưởng đến luồng không khí và khả năng bảo trì trong các khu vực vá lỗi mật độ cao.

Giải pháp này nhắm đến ba yêu cầu: tín hiệu 100G ổn định trên các đường chạy rack ngắn đến trung bình, cáp đơn giản hóa với ít bộ phận hơn cho mỗi liên kết và giao diện tương thích, đã được xác thực với MFA1A00-C050, cắm trực tiếp vào các cổng QSFP28 hiện có. Tài liệu này dành cho các kiến trúc sư mạng, kỹ sư tiền bán hàng và trưởng bộ phận vận hành, những người cần một thiết kế có thể lặp lại thay vì một lựa chọn cáp đơn lẻ.

Thiết kế kiến trúc mạng và hệ thống tổng thể

Kiến trúc tham chiếu là một mạng lưới lá-xương sống hai tầng trong một hàng, với khả năng mở rộng hạn chế sang hàng liền kề. Các switch xương sống nằm ở một hoặc hai rack trung tâm, và các switch lá hoặc ToR nằm ở mỗi rack máy chủ. Mỗi lá kết nối lên mọi xương sống bằng các cổng QSFP28 100G, trong khi máy chủ và các nút GPU kết nối với lá ở tốc độ 100G hoặc thấp hơn.

Trong thiết kế này, các liên kết giữa các rack được chia thành hai loại. Các liên kết trong hàng giữa ToR và xương sống vẫn nằm trong phạm vi ngắn và là vị trí chính cho cáp AOC QSFP28 100G MFA1A00-C050. Các liên kết giữa các hàng dài hơn và là nơi cáp quang chủ động MFA1A00-C050 100GbE thay thế hoàn toàn đồng DAC, vì phạm vi và bán kính uốn trở thành yếu tố quyết định.

Kiến trúc giữ cho quang học không nằm ở lớp NIC máy chủ nếu có thể, sử dụng các cụm AOC cho kết nối switch-to-switch và để máy chủ truy cập vào phương tiện phù hợp dựa trên khoảng cách. Điều này giữ cho mạng lưới đơn giản: một mã bộ phận AOC đã được xác thực bao phủ hầu hết các vị trí 100G giữa các rack.

Vai trò và các tính năng chính của Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFA1A00-C050

Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFA1A00-C050 hoạt động như một phần tử kết nối cố định 100G cho các đường chạy rack ngắn đến trung bình. Là một cáp quang chủ động, nó kết thúc ở các đầu QSFP28 và lắp đặt như một sợi cáp, nhưng truyền tín hiệu qua cáp quang, tránh các bộ thu phát và dây vá riêng biệt ở mỗi đầu.

• Định dạng QSFP28 100G với cấu trúc quang chủ động cho phạm vi xa hơn đồng thụ động.
• Hỗ trợ 100GbE và InfiniBand EDR, bao phủ các mạng lưới lá-xương sống và cụm GPU phổ biến.
• Truyền dẫn dựa trên cáp quang để cải thiện khả năng miễn nhiễm EMI trong các rack mật độ cao.
• Cụm mỏng, nhẹ với bán kính uốn nhỏ để định tuyến cáp dễ dàng hơn.
• Liên kết lắp ráp đơn lẻ giúp giảm điểm kết nối và đơn giản hóa phụ tùng.
• MFA1A00-C050 tương thích với các nền tảng switch và bộ chuyển đổi QSFP28 của NVIDIA Mellanox.

Trước khi phê duyệt thiết kế, các kiến trúc sư nên xác nhận bảng dữ liệu MFA1A00-C050 và thông số kỹ thuật MFA1A00-C050 về nguồn điện cho mỗi đầu, nhiệt độ hoạt động và các giao thức được hỗ trợ. Đối với ngân sách và nguồn cung, hãy so sánh giá MFA1A00-C050 và các tùy chọn MFA1A00-C050 để bán thông qua các kênh được ủy quyền, và tránh hàng tồn kho chưa được xác minh có thể làm ảnh hưởng đến giải pháp cáp AOC QSFP28 100G MFA1A00-C050.

Khuyến nghị triển khai và mở rộng

Một cấu trúc liên kết điển hình đặt các switch xương sống ở trung tâm của một hàng và các switch lá ở mỗi rack. Mỗi lá sử dụng các uplink QSFP28 100G đến mọi xương sống, với các cụm MFA1A00-C050 được sử dụng cho tất cả các đường chạy giữa các rack vượt quá phạm vi của cáp đồng. Truy cập máy chủ vẫn sử dụng DAC ngắn khi đường chạy nằm trong một rack, giữ AOC cho lớp mạng lưới nơi lợi ích của nó là lớn nhất.

Để mở rộng sang một hàng liền kề, hãy lên kế hoạch cho các liên kết xuyên hàng dài hơn với cáp quang chủ động MFA1A00-C050 100GbE và dành các khay dự phòng cho các bó AOC. Tài liệu hóa từng liên kết theo mã bộ phận lắp ráp và cặp cổng, để một cáp AOC QSFP28 100G MFA1A00-C050 duy nhất có thể được thay thế mà không cần cấu hình lại quang học. Khi có môi trường đa nhà cung cấp, hãy xác minh hành vi tương thích của MFA1A00-C050 trên từng mẫu switch trước khi triển khai rộng rãi.

Vận hành, giám sát, khắc phục sự cố và tối ưu hóa

Vì AOC là một cụm cố định, việc giám sát tập trung vào các bộ đếm ở cấp cổng thay vì chẩn đoán mô-đun quang học. Theo dõi lỗi CRC, sự cố mất kết nối và mất tín hiệu trên mỗi giao diện, và tương quan bất kỳ mẫu nào với các đường chạy cụ thể giữa các rack. Nếu lỗi tập trung ở các đường chạy dài hơn, hãy xác nhận thông số kỹ thuật MFA1A00-C050 so với khoảng cách đã lắp đặt và kiểm tra các điểm uốn quá chặt hoặc các bó cáp bị ép.

• Thiết lập đường cơ sở cho mỗi uplink 100G sau khi lắp đặt để xác định mức lỗi và mức sử dụng bình thường.
• Dán nhãn cả hai đầu của mỗi cụm MFA1A00-C050 với rack, switch và cổng để thay thế nhanh hơn.
• Giữ một kho dự phòng nhỏ với cùng mã bộ phận AOC để tránh khắc phục sự cố đa phương tiện.
• Xem xét luồng không khí và mức độ đầy của khay sau mỗi lần mở rộng, vì AOC giảm nhưng không loại bỏ hoàn toàn khối lượng cáp.

Để tối ưu hóa, hãy sử dụng AOC ở những nơi phạm vi và mật độ cáp quan trọng nhất, và chỉ giữ cáp đồng cho các liên kết rất ngắn trong rack. Cách tiếp cận cân bằng này giảm thiểu rủi ro chi tiêu quá mức cho quang học mà vẫn giải quyết được vấn đề phạm vi kết nối giữa các rack.

Tóm tắt và đánh giá giá trị

Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFA1A00-C050 giải quyết hai phần khó nhất của thiết kế kết nối 100G giữa các rack: phạm vi đáng tin cậy và cáp có thể quản lý. Là một giải pháp cáp AOC QSFP28 100G MFA1A00-C050, nó giảm số lượng bộ phận cho mỗi liên kết, cải thiện luồng không khí và giữ cho hiệu suất 100G có thể dự đoán được trên các đường chạy ngắn đến trung bình.

Đối với các kiến trúc sư mạng và trưởng bộ phận vận hành, giá trị là một khối xây dựng có thể lặp lại, đã được xác thực thay vì một thiết kế liên kết tùy chỉnh. Khi các cụm AI và HPC tiếp tục trở nên dày đặc hơn, việc tiêu chuẩn hóa NVIDIA Mellanox MFA1A00-C050 cho kết nối 100G giữa các rack có thể đơn giản hóa việc triển khai, phụ tùng và vận hành hàng ngày.