Прикладное освещение: Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S00-H020V Активный оптический кабель

По мере того, как обучающие кластеры искусственного интеллекта и высокопроизводительные вычислительные платформы приближаются к скорости 200 Гбит/с и выше, проблема соединения стоек в центрах обработки данных обостряется. Традиционные пассивные медные кабели, хотя и экономически эффективны для очень коротких расстояний, но имеют проблемы с целостностью сигнала, большой массой кабеля и затруднением воздушного потока по мере увеличения скорости и плотной компоновки стоек. В этом обзоре приложений рассматривается, какМелланокс (NVIDIA Mellanox) MFS1S00-H020VАктивный оптический кабель (AOC) представляет собой практичное, готовое к развертыванию решение для соединений на короткие расстояния с высокой пропускной способностью между соседними стойками, одновременно значительно упрощая прокладку кабелей.

Предыстория и проблема: «узкое место» меди на уровне 200G

В типичной архитектуре «верх стойки» (ToR) для подключения к опорным листам часто требуется прокладка кабелей длиной от 5 до 15 метров между стойками. Медные кабели прямого подключения (DAC) со скоростью 200 Гбит/с сталкиваются с тремя основными ограничениями: во-первых, затухание сигнала ограничивает надежную работу на расстоянии примерно 5 метров для пассивного медного кабеля; во-вторых, толстые и жесткие медные жгуты затрудняют пропускную способность подпольных и подвесных кабельных лотков; в-третьих, ограниченный воздушный поток, вызванный плотной медной проводкой, увеличивает затраты на охлаждение. Сетевые архитекторы искали альтернативу, которая сохранит исходную производительность InfiniBand HDR без пересмотра существующих конструкций коммутационной сети.Кабель MFS1S00-H020V 200G QSFP56 AOCстал предпочтительной заменой, используя оптическую передачу для преодоления недостатков меди, связанных с расстоянием и большой массой.

Решение и развертывание: развертывание MFS1S00-H020V в фабриках типа Rack-to-Rack

Типичный сценарий развертывания включает две соседние стойки: в одной размещены коммутаторы NVIDIA Quantum HDR InfiniBand, в другой — вычислительные узлы или массивы хранения данных с поддержкой ConnectX-6 HDR.MFS1S00-H020V Активный оптический кабель InfiniBand HDR 200 Гбит/собеспечивает плавный электрический переход в оптический в форм-факторе QSFP56. Установка состоит из простого трехэтапного процесса: подключите один конец к порту коммутатора, проложите легкий гибкий кабель через вертикальные кабельные организаторы и завершите его на целевом сервере или адаптере. Никакой пересинхронизации, перераспределения сигнала или изменений конфигурации не требуется. Активная оптика кабеля прозрачна для операционной системы и менеджера структуры и выглядит как стандартное соединение со скоростью 200 Гбит/с.

Ключевые соображения по развертыванию включают проверкуСовместимость с MFS1S00-H020Vаппаратное обеспечение — кабель сертифицирован для всех коммутаторов и адаптеров NVIDIA Mellanox HDR InfiniBand, включая Quantum, серии SB7800 и ConnectX-6. Для архитекторов, оценивающих несколько вариантов прокладки кабелей,Техническое описание MFS1S00-H020Vдокументально подтверждено максимальное расстояние передачи 20 метров по оптоволоконным жилам OM3 или OM4, встроенным в оболочку AOC, что более чем достаточно для большинства внутрирядных соединений. Для оказания помощи в планировании закупок предварительныеЦена MFS1S00-H020VПо оценкам крупных дистрибьюторов, оптовые цены приближаются к ценам на медные ЦАП длиной более 5 метров, обеспечивая при этом превосходную целостность сигнала и эргономику установки.

Результаты и преимущества: измеримые улучшения в реальных развертываниях

Организации, принявшиеNVIDIA Мелланокс MFS1S00-H020Vдля связи между стойками сообщают о четырех измеримых улучшениях:

• Вес и плотность кабеля:AOC снижает вес кабеля более чем на 70% по сравнению с медными ЦАП эквивалентной длины со скоростью 200 Гбит/с. Типичный 10-метровый AOC весит примерно 200 граммов по сравнению с почти 700 граммами медного кабеля, что обеспечивает более плотную укладку в кабельных лотках.
• Воздушный поток и тепловые характеристики:Меньший радиус изгиба (30 мм против 50 мм для меди) и уменьшенная площадь поперечного сечения улучшают поток воздуха спереди назад через кронштейны для прокладки кабелей, снижая скорость вращения вентиляторов и снижая мощность охлаждения примерно на 8–12 % в густонаселенных стойках.
• Целостность сигнала и повторная передача:Оптическая передача устраняет перекрестные помехи и восприимчивость к электромагнитным помехам. Длительные стресс-тесты показывают нулевые исправленные битовые ошибки на 15-метровых каналах, тогда как медные ЦАП одинаковой длины демонстрируют редкие, но ненулевые случаи коррекции FEC при большой нагрузке.
• Скорость развертывания и обслуживания:Легкая и гибкая конструкция позволяет одному специалисту собрать полный комплект кабелей между стойками за половину времени, необходимого для медных эквивалентов, с меньшим риском повреждения из-за растяжения кабеля.

Технические характеристики с первого взгляда

Для архитекторов, стремящихся подтвердить электрические и механические допуски, полныйТехнические характеристики MFS1S00-H020Vдокумент доступен на портале поддержки NVIDIA. В спецификации подробно описаны бюджеты оптической мощности передатчика, чувствительность приемника и значения задержки (типично менее 100 нс), которые соответствуют требованиям синхронизации InfiniBand HDR.

Резюме и перспективы: новый базовый уровень для межсоединений 200G малой дальности действия

Кабельное решение MFS1S00-H020V 200G QSFP56 AOCзарекомендовал себя как практическая основа для развертывания InfiniBand HDR со стойкой в ​​стойку, где расстояния превышают пять метров или где плотность прокладки кабелей является ограничением. В отличие от дискретных оптических приемопередатчиков и патч-кабелей, герметичная конструкция AOC с заводской заделкой исключает риски очистки и загрязнения, снижая частоту отказов в эксплуатации. Поскольку плотность мощности центров обработки данных продолжает расти, преимущества AOC в воздушном потоке и весе будут способствовать более широкому внедрению. ИТ-менеджеры, оценивающие обновление автопарка, должны проверитьПродается MFS1S00-H020Vлистинги через авторизованных партнеров NVIDIA Mellanox. При составлении бюджета помните, что хотяЦена MFS1S00-H020Vимеет скромную выгоду по сравнению с медными ЦАП на расстоянии более 5 метров, общая стоимость владения – включая снижение охлаждения, более быстрое развертывание и меньшую частоту отказов – благоприятствует активному оптическому подходу.

Заглядывая в будущее, можно сказать, что та же технология оптического процессора, что и в MFS1S00-H020V, будет масштабироваться до поколений 400 Гбит/с и 800 Гбит/с. Однако для современных фабрик InfiniBand HDRNVIDIA Мелланокс MFS1S00-H020Vостается эталонным дизайном для упрощенной, надежной и высокопроизводительной кабельной разводки между стойками.