Giải pháp kỹ thuật cáp quang chủ động Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S00-H020V AOC

Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S00-H020V AOC Cáp quang hoạt động Giải pháp kỹ thuật cho kết nối và đơn giản hóa cáp

1- Phân tích các dự án và các yêu cầu

Khi mạng InfiniBand HDR 200G trở thành nền tảng cho đào tạo AI ở quy mô, tính toán hiệu suất cao và phân tích tài chính thời gian thực, khoảng cách vật lý giữa các nút tính toán,Hệ thống lưu trữTrong khi AOC tiêu chuẩn bao gồm 50 mét và các biến thể mở rộng đạt 150 mét,nhiều doanh nghiệp lớn và triển khai siêu quy mô đặc biệt là những người trải qua nhiều tòa nhàCác giải pháp truyền thống cho phạm vi này liên quan đến các máy thu đơn chế với quang học đường dài.Bộ khuếch đại quang học hoạt động, hoặc thiết bị DCI (Data Center Interconnect) ?? mỗi thiết bị mang lại chi phí đáng kể (thường là 3-5 lần mỗi liên kết), tiêu thụ điện đáng kể, nhiều điểm hỏng tích cực,tính toán ngân sách liên kết phức tạpYêu cầu cốt lõi là một AOC tầm xa siêu dài cung cấp khoảng cách 200 mét trong khi vẫn duy trì độ tin cậy một thành phần, được thử nghiệm tại nhà máy,và tính đơn giản của các giải pháp AOC tiêu chuẩn.

2Thiết kế kiến trúc mạng và hệ thống tổng thể

Kiến trúc được đề xuất là một topology fat-tree đa tầng được thiết kế cho các vải HDR 200G quy mô khuôn viên và siêu quy mô.MFS1S00-H020VLà thành phần lớp vật lý tiêu chuẩn cho tất cả các liên kết giữa các giá đỡ, giữa các tòa nhà và quy mô khuôn viên đại học vượt quá 150 mét.Cách tiếp cận thống nhất dựa trên AOC này loại bỏ nhu cầu về các chiến lược dây cáp lai, giảm sự phức tạp của hàng tồn kho và đơn giản hóa các quy trình triển khai.

• Lớp cột sống: Chuyển đổi Quantum-2 hoặc Spectrum-4 với cổng QSFP56, kết nối với nhau thông quaMFS1S00-H020Vđể chuyển đổi lá qua các tòa nhà hoặc khoảng cách lớn trong khuôn viên trường.
• Lớp lá: Chuyển đổi ToR kết nối với các nút tính toán bằng cách sử dụng AOC ngắn hơn (50m, 100m hoặc 150m) cho các liên kết trong rack, rack lân cận và trong tòa nhà.
• Vải lưu trữ và hỗ trợ: Liên kết chuyên dụng với hệ thống tệp song song lưu trữ và các nút phục hồi thảm họa, cũng tận dụngMFS1S00-H020Vđể mở rộng phạm vi nếu cần thiết.
• Các đường dẫn không cần thiết: Hai AOC cho mỗi liên kết quan trọng, được định tuyến thông qua các đường dẫn vật lý riêng biệt để loại bỏ các điểm thất bại cơ khí đơn lẻ.

Thiết kế này đảm bảo rằng mọi liên kết, bất kể khoảng cách vật lý, duy trì hiệu suất HDR 200G nhất quán với các đặc điểm thành phần và chế độ thất bại giống hệt nhau,đơn giản hóa cả việc triển khai và bảo trì lâu dài.

3Vai trò của Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S00-H020V và các tính năng chính của nó

CácNVIDIA Mellanox MFS1S00-H020Vphục vụ như là thành phần lớp vật lý cơ bản cho tất cả các kết nối liên kết siêu dài hơn 150 mét.Cáp AOC MFS1S00-H020V 200G QSFP56, nó tích hợp các bộ thu phát dựa trên VCSEL tiên tiến, sợi OM4 tối ưu hóa và công nghệ tăng cường tín hiệu độc quyền vào một bộ sưu tập được thử nghiệm tại nhà máy duy nhất,cung cấp phạm vi 200 mét trong khi duy trì hiệu suất HDR InfiniBand 200Gb/s đầy đủ. Là mộtMFS1S00-H020V InfiniBand HDR cáp quang hoạt động 200Gb/s, nó cung cấp BER dưới 1e-15 trên toàn bộ khoảng cách.

Các đặc điểm kỹ thuật chính, như được ghi nhận trongMFS1S00-H020V, bao gồm:

• Ultra-long reach: 200 mét trên sợi OM4 (với biên), bao gồm > 95% khoảng cách giữa các tòa nhà và các hội trường lớn trên quy mô khuôn viên trường.
• Tiêu thụ năng lượng thấp: ≤ 2,2W mỗi đầu, giảm thiểu mật độ nhiệt trong cổng chuyển mạch mật độ cao.
• Tính toàn vẹn tín hiệu vượt trội: Hoàn toàn phù hợp với các thông số kỹ thuật điện và quang học HDR InfiniBand, đảm bảo hoạt động vải không mất mát.
• Thiết kế cơ khí bền: bán kính uốn cong tối thiểu là 30mm, áo khoác không khói ít khói (LSZH) và ≥ 500 chu kỳ chèn.
• Khả năng tương thích rộng: CácHoàn hợp với MFS1S00-H020VDanh sách bao gồm tất cả các công tắc NVIDIA Quantum-2, Spectrum-4, bộ điều hợp ConnectX-7 / BlueField-3 và thiết bị phù hợp với QSFP56 MSA của bên thứ ba.

CácThông số kỹ thuật MFS1S00-H020Vđảm bảo ngân sách năng lượng quang hợp nhất xuyên qua các biến đổi nhiệt độ và lão hóa, cung cấp hiệu suất dự đoán trong suốt vòng đời sản phẩm.

4. Các khuyến nghị triển khai và mở rộng quy mô

Chúng tôi đề nghị một chiến lược triển khai dựa trên khoảng cách tối ưu hóa cả chi phí và phạm vi trên toàn bộ dấu chân trung tâm dữ liệu:

• Đối với các đường nối ≤ 50m: Sử dụng AOC tiêu chuẩn 50m (ví dụ: MFS1S00-H005V) cho kết nối trong và bên cạnh rack.
• Đối với các đường dây 50m 100m: Dùng AOC mở rộng (ví dụ: MFS1S00-H010V) cho các kết nối chéo và chéo.
• Đối với các đường dây 100m 150m: Dùng AOC tầm xa (ví dụ: MFS1S00-H015V) cho kết nối giữa các tòa nhà và các sảnh lớn.
• Đối với các đường dây 150m 200m: triển khaiMFS1S00-H020Vcho các kết nối liên kết cột sống đến lá, lá đến lưu trữ và liên kết giữa các trường đại học.

Mô tả hình mẫu điển hình: Trong một khuôn viên ba tòa nhà với khoảng cách tối đa 180 mét, triển khaiMFS1S00-H020Vđối với tất cả các kết nối cột sống đến lá trải dài trên các tòa nhà xa nhất. Trong mỗi tòa nhà, sử dụng các AOC ngắn hơn cho các kết nối trong tòa nhà. Để làm dư thừa, lắp đặt hai AOC cho mỗi liên kết quan trọng,định tuyến mỗi qua các con đường vật lý riêng biệt (e(ví dụ, các đường dẫn khác nhau hoặc khay cáp).

Khi mở rộng đến các tòa nhà bổ sung hoặc các địa điểm khuôn viên mới,Giải pháp cáp AOC MFS1S00-H020V 200G QSFP56có thể được áp dụng như là kết nối liên kết quy mô khuôn viên trường học tiêu chuẩn, đơn giản hóa hàng tồn kho, chiến lược tiết kiệm và quy trình hoạt động.Giá MFS1S00-H020VvàMFS1S00-H020V để bántính sẵn có thông qua nhiều đối tác kênh NVIDIA để đảm bảo thời gian dẫn phù hợp với các giai đoạn triển khai.

5. Hoạt động, giám sát và khắc phục sự cố

Trong khiMFS1S00-H020Vlà một AOC thụ động, nó kết hợp chẩn đoán kỹ thuật số dựa trên EEPROM để theo dõi thời gian thực.

• Giám sát quang học kỹ thuật số (DOM): truy vấn nhiệt độ của cáp, điện áp cung cấp, và hiện tại thiên vị thông qua giao diện quản lý QSFP56.MFS1S00-H020Vcó thể chỉ ra căng thẳng vật lý hoặc sự suy giảm kết nối.
• Theo dõi lỗi liên kếtMột sự gia tăng liên tục trong các lỗi không được sửa chữa cho thấy một liên kết bị suy giảmcăng thẳng quá mức, hoặc ô nhiễm kết nối. do tầm 200m, hãy đặc biệt chú ý đến căng dây cáp trong quá trình lắp đặt.
• Kiểm tra mặt cuối: Mặc dù nhà máy niêm phong, việc cắm lại cắm sau khi bảo trì có thể thấm bụi hoặc dầu.
• Theo dõi số hàng loạt: Mỗi tài liệuMFS1S00-H020VSố serial và bản đồ cuối đến cuối của nó trong cơ sở dữ liệu DCIM hoặc quản lý tài sản để tạo điều kiện thay thế có mục tiêu trong trường hợp lỗi.
• Kiểm tra căng thẳng liên kết: Trước khi cắt giảm sản xuất, thực hiện thử nghiệm căng thẳng 72 giờ với lưu lượng truy cập 200G đầy đủ trên các liên kết dài nhất (đặc biệt là những liên kết gần 200m) để xác nhận tỷ lệ lợi nhuận và thiết lập các đường cơ sở hiệu suất.Đo năng lượng RX và so sánh với các giá trị trongMFS1S00-H020V.
• Kiểm tra biên chế định kỳ: Đối với các liên kết dài nhất, thực hiện các thử nghiệm biên điện quang hàng quý để phát hiện bất kỳ sự suy giảm dần nào do lão hóa hoặc mài mòn kết nối.

Do thiết kế tích hợp của AOCs, chế độ thất bại điển hình là tổn thương cáp chứ không phải là lỗi mô-đunvà xử lý cẩn thận trong khi lắp đặt là các biện pháp phòng ngừa hiệu quả nhất, đặc biệt là cho các đường dây cáp dài.

6Tóm lại và đánh giá giá trị

CácNVIDIA Mellanox MFS1S00-H020Vcung cấp một giải pháp AOC tầm xa cực lớn mở rộng ranh giới của việc triển khai HDR 200G đến 200 mét,loại bỏ sự cần thiết cho các lựa chọn thay thế dựa trên máy thu hoặc bộ lặp và bộ khuếch đại hoạt động đắt tiềnBằng cách cung cấp phạm vi 200 mét trong một tập hợp duy nhất, được xác minh tại nhà máy, nó cho phép các vải HDR quy mô khuôn viên và nhiều tòa nhà với sự đơn giản chưa từng có.Cáp AOC MFS1S00-H020V 200G QSFP56làm giảm số lượng thành phần trên mỗi liên kết từ 8 hoặc nhiều hơn (cài phát, khuếch đại, ODF, dây vá, jumper) xuống chỉ 1,Giảm thời gian lắp đặt hơn 85% và giảm đáng kể các điểm thất bại tiềm ẩn.

Từ góc độ giá trị, giải pháp cung cấp:

• ~35-40% giảm TCOso với các lựa chọn thay thế máy thu + khuếch đại trong vòng 5 năm.
• ~85% giảmtrong thời gian mang lại liên kết, tăng tốc độ triển khai cụm.
• Nâng cao tính linh hoạt thiết kế, cho phép các trung tâm dữ liệu trải dài trên quy mô khuôn viên trường mà không cần các thành phần trung gian hoạt động.
• Tiết kiệm đơn giản: một loại cáp duy nhất bao gồm 200m ¥ hơn gấp đôi AOC dài nhất trước đó.
• Giảm tiêu thụ năng lượng: ~ 2,2W mỗi đầu so với 5,5W + cho các giải pháp dựa trên bộ khuếch đại, cho phép hoạt động trung tâm dữ liệu xanh hơn.

Đối với các kiến trúc sư mạng,MFS1S00-H020Vcho phép các loại vải HDR đầy tham vọng và phân bố theo địa lý hiện có thể với công nghệ AOC; cho các nhóm hoạt động, nó đơn giản hóa bảo trì và giảm chi phí khắc phục sự cố.Chi tiết kỹ thuật đầy đủ, bao gồm cảMFS1S00-H020Vvà hướng dẫn tích hợp, có sẵn thông qua các kênh chính thức của NVIDIA Mellanox.