Mellanox (NVIDIA Mellanox) MMA2P00-AS Mô-đun Quang Trung tâm Dữ liệu Trong Thực tế

Khi kiến trúc trung tâm dữ liệu đẩy nhanh quá trình chuyển đổi từ lớp truy cập 10G sang 25G, các kiến trúc sư mạng phải đối mặt với một thách thức dai dẳng: làm thế nào để cung cấp băng thông 25G đầy đủ trên các kết nối giữa các rack và xuyên lối đi trong khi vẫn giữ cho ngân sách liên kết quang có thể dự đoán được và chi phí được kiểm soát. Mô-đun quang học Mellanox (NVIDIA Mellanox) MMA2P00-AS đã nổi lên như một giải pháp thực tế cho sự đánh đổi này, đặc biệt là trong các môi trường mà các liên kết dựa trên VCSEL 850nm tầm ngắn phải cùng tồn tại với cơ sở hạ tầng MMF cũ.

Một hàng trung tâm dữ liệu mật độ trung bình điển hình có thể chứa từ 40 đến 80 rack máy chủ. Trong các bố cục như vậy, các switch đầu rack (ToR) cần kết nối với các switch tổng hợp cuối hàng (EoR) hoặc trực tiếp với các spine lá. Khoảng cách thay đổi từ 15 mét (các rack liền kề) đến hơn 50 mét (xuyên lối đi hoặc các đầu đối diện của một hàng). Nhiều nhà khai thác ban đầu đã xem xét quang SFP+ 10G như một lựa chọn an toàn, tương thích, nhưng các liên kết 10G nhanh chóng trở thành nút thắt cổ chai cho NVMe qua Fabrics, các cụm suy luận AI và các khối lượng công việc giao dịch tần số cao. Chuyển sang 25G giải quyết vấn đề băng thông nhưng lại đưa ra một thách thức mới: đảm bảo rằng bộ thu phát quang MMA2P00-AS 25G SFP28 có thể truyền dữ liệu không lỗi qua cáp OM3/OM4 hiện có mà không cần thay thế sợi quang tốn kém hoặc làm lại tính toàn vẹn tín hiệu.

Nhóm dự án đã chọn mô-đun MMA2P00-AS 25GBASE-SR MMF 850nm vì hồ sơ hiệu suất cân bằng của nó. Không giống như cáp đồng kết nối trực tiếp (DAC) 25G, bị giới hạn ở 5 mét, hoặc các giải pháp 25G-LR yêu cầu sợi quang đơn mode và bộ thu phát đắt tiền hơn, MMA2P00-AS tận dụng cơ sở hạ tầng sợi quang đa mode hiện có với phạm vi 70 mét trên OM3 và 100 mét trên OM4. Điều này bao phủ hoàn hảo khoảng cách giữa các rack và xuyên lối đi được tìm thấy trong hầu hết các hàng sản xuất. Việc triển khai tuân theo quy trình ba bước đơn giản: (1) xác thực các bảng vá lỗi MMF hiện có về tổn hao chèn, (2) thay thế các mô-đun SR 10G cũ bằng NVIDIA Mellanox MMA2P00-AS trong cả switch ToR và EoR, và (3) chạy kiểm tra liên kết và kiểm tra PRBS để xác nhận tỷ lệ lỗi bit dưới 1e-12.

Một lợi thế quan trọng được ghi nhận trong quá trình triển khai là sự tuân thủ SFP28 gốc của mô-đun. Hành vi tương thích với MMA2P00-AS với các switch của bên thứ ba (Arista, Cisco và Juniper) đã loại bỏ các mối lo ngại về khóa nhà cung cấp. Nhóm cũng đã tham khảo tờ dữ liệu MMA2P00-AS để xác minh phạm vi nhiệt độ hoạt động của vỏ máy, đảm bảo rằng các card dòng mật độ cao với các mô-đun liền kề sẽ không vượt quá giới hạn nhiệt.

Các phép đo sau triển khai cho thấy thông lượng tốc độ đường truyền 25G nhất quán trên tất cả các liên kết giữa các rack, với độ trễ giảm khoảng 60% so với mức cơ sở 10G trước đó. Giải pháp bộ thu phát quang MMA2P00-AS 25G SFP28 cũng mang lại hiệu quả năng lượng tốt hơn: mỗi mô-đun tiêu thụ dưới 1W, cho phép card dòng SFP28 48 cổng hoạt động trong ngân sách năng lượng hiện có mà không cần nâng cấp hệ thống làm mát chủ động. Từ góc độ bảo trì, DOM (Giám sát quang kỹ thuật số) thời gian thực do các mô-đun cung cấp đã giúp nhóm vận hành chủ động xác định hai dây nhảy sợi quang bị suy giảm trước khi chúng gây ra bất kỳ sự cố mất kết nối nào. Dựa trên những kết quả này, tổ chức đã chuẩn hóa trên MMA2P00-AS cho tất cả các triển khai đa mode 25G mới.

Sự thành công của việc triển khai này xác nhận rằng MMA2P00-AS cung cấp một mẫu đơn giản, có thể lặp lại cho các tổ chức đang tìm cách cân bằng băng thông và khoảng cách trong các tình huống giữa các rack và xuyên lối đi. Đối với những người đang đánh giá một bản nâng cấp tương tự, nhóm khuyên nên xem lại thông số kỹ thuật MMA2P00-AS để biết ngân sách quang học chính xác, và kiểm tra giá MMA2P00-AS và tính khả dụng thông qua các nhà phân phối được ủy quyền — nhiều nhà phân phối hiện đang niêm yết MMA2P00-AS để bán theo gói số lượng lớn được tùy chỉnh cho các lần làm mới cấp hàng. Khi 25G trở thành tiêu chuẩn mới cho truy cập máy chủ, sự kết hợp giữa công suất thấp, khả năng tương thích MMF và chẩn đoán mạnh mẽ làm cho NVIDIA Mellanox MMA2P00-AS trở thành một lựa chọn thực tế cho cả thiết kế trung tâm dữ liệu hiện có và mới.