Mellanox (NVIDIA Mellanox) MMA2P00-AS Trung tâm dữ liệu Mô-đun quang học Giải pháp kỹ thuật

Sách trắng kỹ thuật này được thiết kế cho các kiến trúc sư mạng, kỹ sư bán hàng trước và quản lý hoạt động.Mellanox (NVIDIA Mellanox) MMA2P00-ASmáy thu quang và cung cấp một phương pháp chi tiết để cân bằng băng thông và khoảng cách giữa các liên kết trung tâm dữ liệu trong rack và qua lối đi.

1. Xét nghiệm về dự án và các yêu cầu

Các kiến trúc xương sống trung tâm dữ liệu hiện đại yêu cầu kết nối 25G nhất quán từ các công tắc trên cùng (ToR) đến máy chủ, cũng như giữa các giá đỡ liền kề và qua ranh giới của khoang.Thách thức chính nằm ở lớp vật lý: DAC đồng thụ động chỉ có hiệu quả chi phí dưới 5 mét,trong khi các liên kết quang học 10G SR truyền thống thiếu băng thông để hỗ trợ khối lượng công việc thế hệ tiếp theo như các cụm đào tạo AI và lưu trữ NVMe-over-Fabrics.

Các yêu cầu chính được xác định bởi các nhóm cơ sở hạ tầng bao gồm: hỗ trợ 25Gbps mỗi kênh, tương thích với cáp sợi đa chế độ (MMF) hiện có, hiệu quả năng lượng dưới 1W mỗi cổng,và khả năng tương tác liền mạch với NVIDIA Mellanox Spectrum switch cũng như thiết bị mạng của bên thứ ba.MMA2P00-ASđược chọn làm giải pháp tham khảo sau khi xem xétThông số kỹ thuật MMA2P00-ASđối với các tiêu chí hoạt động này.

2Thiết kế kiến trúc mạng và hệ thống tổng thể

Kiến trúc được đề xuất áp dụng một cấu trúc hai tầng với cổng truy cập máy chủ 25G.Mỗi công tắc lá kết nối với các máy chủ trong cùng một giá đỡ bằng cách sử dụng DAC thụ động (đối với khoảng cách ≤ 5m) hoặcMMA2P00-AS 25G SFP28 máy thu quang(đối với khoảng cách 515m). Đối với các đường nối chéo 15 đến 80 mét giữa các giá đỡ liền kề hoặc qua nhiều hàngMMA2P00-AS 25GBASE-SR MMF 850nmMô-đun phục vụ như là giải pháp lớp vật lý chính.

Các tính toán ngân sách liên kết điển hình giả định OM4 MMF với phạm vi tối đa 100 mét.Kiến trúc cũng hỗ trợ triển khai lai, nơi một công tắc một lá đồng thời phục vụ các kết nối DAC tầm ngắn và các liên kết quang học dài hơn, nhờ khả năng tự động đàm phán của lồng SFP28.NVIDIA Mellanox MMA2P00-ASđảm bảo độ trễ nhất quán dưới 300ns mỗi liên kết, rất quan trọng đối với lưu trữ và lưu lượng RDMA.

3Vai trò và các tính năng chính của MMA2P00-AS trong giải pháp này

CácMMA2P00-ASchức năng như là giao diện quang 25G tiêu chuẩn cho tất cả các kết nối dựa trên MMF vượt quá 5 mét.

• Tiêu chuẩn tuân thủ:Hoàn toàn phù hợp với 25GBASE-SR theo IEEE 802.3by, đảm bảo khả năng tương tác với bất kỳ cổng máy chủ SFP28 phù hợp với tiêu chuẩn nào.Hoàn hợp với MMA2P00-AStình trạng mở rộng đến các nhà cung cấp lớn bao gồm Arista, Cisco, và Juniper.
• Đặc điểm quang học:Máy phát VCSEL 850nm với công suất phóng điển hình từ -4 dBm đến +2,5 dBm (xemMMA2P00-AS trang dữ liệuĐộ nhạy của máy thu đạt -11 dBm, cung cấp 3 ¢ 4 dB của ngân sách liên kết headroom trên OM4 chạy lên đến 80 mét.
• Hiệu quả năng lượng và nhiệt:Lượng tiêu thụ điện tối đa là 1W mỗi mô-đun, cho phép mật độ cổng cao (lên đến 48 cổng mỗi công tắc) mà không cần hạ nhiệt làm mát tích cực.
• Giám sát chẩn đoán kỹ thuật số (DDM):Truy cập thời gian thực vào nhiệt độ, điện áp cung cấp, dòng bias, điện TX và điện RX thông qua giao diện I2C tiêu chuẩn.

Đối với mua sắm và lập kế hoạch vòng đời, giải pháp này thúc đẩy cạnh tranhGiá MMA2P00-ASđiểm ở khối lượng, trong khiMMA2P00-AS để bánCó sẵn thông qua nhiều nhà phân phối đảm bảo khả năng phục hồi của chuỗi cung ứng.

4. Đề xuất triển khai và mở rộng quy mô (bao gồm topology điển hình)

Việc triển khai theo mô hình mở rộng dựa trên rack mô-đun.MMA2P00-AS 25G SFP28 giải pháp máy thu quangCác thành phần:

Đối với quy mô vượt quá 80 mét, các kiến trúc sư nên đánh giá các giải pháp chế độ đơn (LR) hoặc chuyển đổi vị trí gần các cụm máy chủ.MMA2P00-AShỗ trợ các môi trường bảng xếp hạng vá liên kết với chuỗi hoa nâu miễn là tổng tổn thất chèn ở trong ngân sách 2,5dB được xác định trongMMA2P00-AS trang dữ liệu.

5. Giám sát hoạt động, khắc phục sự cố và tối ưu hóa

Quản lý sản xuất liên kết sử dụngNVIDIA Mellanox MMA2P00-ASCác mô-đun dựa trên các giao diện giám sát tiêu chuẩn SFP28.

• Mức báo động:Thiết lập cảnh báo DDM cho công suất TX dưới -7 dBm hoặc công suất RX dưới -10 dBm để xác định sự suy giảm sợi hoặc các đầu nối bẩn trước khi lỗi liên kết xảy ra.
• Phân chỉnh phần mềm:Sử dụng các công cụ phần mềm NVIDIA Mellanox để xác minh phiên bản EEPROM của mô-đun; điều này đảm bảo hỗ trợ đầy đủ tính năng bao gồm chế độ năng lượng thấp và báo cáo FEC nâng cao.
• Cấu hình liên kết Retimer:Trên các chạy OM4 dài 70-80m, bật KR FEC trên cổng chuyển đổi máy chủ để sửa lỗi bit và duy trì BER trước FEC dưới 1 × 10^{- 12}.
• Quản lý hàng tồn kho:ĐườngMMA2P00-AS để bánmua sắm thông qua các kênh được ủy quyền để tránh các mô-đun giả mà không có độ chính xác DDM thực sự.

Các kịch bản khắc phục sự cố phổ biến bao gồm các lỗi CRC quá mức (thường gây ra bởi các mặt cuối sợi bẩn) hoặc nắp nối (thường là do nguồn RX không đủ từ dây vá bị hỏng).Thông số kỹ thuật MMA2P00-ASliệt kê các phạm vi hoạt động rõ ràng; bất kỳ sai lệch nào vượt quá chúng nên kích hoạt kiểm tra lớp vật lý.

6. Tóm lại & Đánh giá giá trị

CácMMA2P00-AS 25G SFP28 máy thu quangcung cấp một giải pháp cân bằng, sẵn sàng sản xuất cho các nhà khai thác trung tâm dữ liệu nâng cấp từ lớp tổng hợp 10G lên 25G.

• Hiệu quả chi phí:Sử dụng lại các MMF OM3/OM4 hiện có loại bỏ chi phí cáp lại thường liên quan đến việc triển khai 25G AOC.
• Dễ dàng hoạt động:Các yếu tố hình thức SFP28 tiêu chuẩn và số liệu từ xa DDM tích hợp liền mạch với các ngăn quản lý chuyển đổi hiện có.
• Khả năng mở rộng:Loại máy thu thống nhất trên tất cả các liên kết MMF làm giảm sự phức tạp của hàng tồn kho dự phòng so với việc duy trì DAC, AOC và SKU quang học riêng biệt.
• Sẵn sàng cho tương lai:CácMMA2P00-AShỗ trợ 25G mỗi làn đường trong khi vẫn tương thích ngược với các cổng 10G SR khi tự động đàm phán.

Bằng cách thông quaMellanox (NVIDIA Mellanox) MMA2P00-ASLà giao diện MMF 25G tiêu chuẩn, các kiến trúc sư mạng có thể tự tin cân bằng băng thông, khoảng cách và ngân sách từ các kết nối liên kết ở cấp crates đến các liên kết chéo và pod-to-pod.Để biết hướng dẫn thực hiện đầy đủ, tham khảo các quan chứcMMA2P00-AS trang dữ liệuvà ghi chú tích hợp có sẵn thông qua cổng tài liệu mạng của NVIDIA.