Aktywny kabel optyczny NVIDIA Mellanox MFS1S50-H010E AOC w praktyce

NVIDIA Mellanox MFS1S50-H010E AOC Aktywny Kabel Optyczny w Praktyce

Temat i wyzwanie: dylemat gęstości i okablowania w połączeniach międzysystemowych krótkiego zasięgu

Ponieważ architektury centrów danych ewoluują w kierunku topologii 200G i 400G, fizyczna warstwa między sąsiednimi szafami często staje się przeoczonym wąskim gardłem.Podczas gdy nadajniki optyczne połączone z oddzielnymi przewodami płatków włókienniczych zapewniają wymagany zasięg, wprowadzają one wiele punktów połączenia, z których każdy jest potencjalnym źródłem awarii.zazwyczaj ogranicza się do 3 ‰ 5 metrów dla niezawodnej transmisji 200G PAM4Dla wielu architektów sieci, 5 15 metrów rozpiętości między sąsiednimi serwerami racków wpada w frustrującą "szary obszar": zbyt długi dla DAC,Jednakże zbyt krótki, aby uzasadnić koszt i złożoność pełnych łączy optycznych opartych na nadajniku.

Wyzwanie to wzmaga się w klastrach szkoleniowych AI o wysokiej gęstości i sieciach pamięci masowej, w których setki portów 200G muszą być połączone w jednym rzędzie szaf.,punkt splice, czyli moduł odbiornika, zwiększa stratę wstawiania, zwiększa czas rozwiązywania problemów i zużywa cenne miejsce na półce.Menedżerowie IT rutynowo donoszą, że zarządzanie kablami jest odpowiedzialne za prawie 20% opóźnień w wdrażaniu, ponieważ nieporęczne połączenia kablowe utrudniają przepływ powietrza i utrzymanie sprzętu.W związku z tym potrzeba rozwiązania, które łączy prostotę DAC z zasięgiem i integralnością sygnału włókna optycznegoNVIDIA Mellanox MFS1S50-H010EAktywny kabel optyczny został zaprojektowany do wypełniania.

Rozwiązanie i wdrożenie: Architektura Breakout z uproszczoną warstwą fizyczną

W centrum tego rozwiązania znajduje sięMFS1S50-H010E 200G QSFP56 przewód AOC, który kończy jeden port hosta 200G QSFP56 na jednym końcu i dzieli się na dwa niezależne łączniki 100G QSFP56 na drugim.przełącznik top-of-rack (ToR) wyposażony w uplinky 200G łączy się za pośrednictwemNVIDIA Mellanox MFS1S50-H010Edo dwóch oddzielnych węzłów obliczeniowych lub kontrolerów pamięci masowej znajdujących się w sąsiedniej szafce, oddalonej o około 10 metrów.MFS1S50-H010E 200Gb/s do 2x100Gb/s QSFP56 do 2xQSFP56konfiguracja skutecznie podwaja efektywną gęstość portu przełącznika, ponieważ każdy port 200G obsługuje teraz dwa urządzenia zamiast jednego,bez potrzeby dodatkowych modułów rozbiórkowych lub zewnętrznych kabli wentylatorów.

Z punktu widzenia fizycznego wdrożenia zintegrowana konstrukcja AOC eliminuje trzy oddzielne elementy: nadajnik po stronie hosta, nadajniki po stronie zdalnej oraz przewód plastra światłowodowego..Cały zespół jest zakończony w fabryce, przetestowany pod kątem utraty wstawienia od końca do końca i certyfikowany do spełnieniaSpecyfikacje MFS1S50-H010E, które obejmują zasięg 50 metrów przez światło OM4, zużycie energii < 3,5 W na koniec i pełne wsparcie cyfrowego monitorowania diagnostycznego (DDM).Inżynierowie sieci mogą po prostu podłączyć złącza QSFP56 do odpowiednich portów przełącznika i serwera, przekierować elastyczny kabel przez podłoże kablowe lub kanały boczne i włączyć łącze w ciągu kilku minut – bez czyszczenia, bez kontroli biegunowości, bez dostrojenia nadajnika.

Ponieważ kabel jestKompatybilny z MFS1S50-H010EW przypadku NVIDIA Spectrum i Quantum, a także ConnectX-6 Dx i BlueField-2 SmartNIC, wdrożenie nie wymaga aktualizacji sterowników ani poprawek oprogramowania.W niedawnej instalacji dowodu koncepcji obejmującej osiem sąsiednich szaf, zespół trzech inżynierów uruchomił 48 połączeń AOC w mniej niż cztery godziny, w porównaniu z szacunkowymi dwoma dniami przy użyciu dyskretnych nadajników i wiązek światłowodowych kończących się w polu.MFS1S50-H010E 200G QSFP56 rozwiązanie kabli AOCokazało się szczególnie skuteczne w zmniejszaniu zatłoczenia kanałów kablowych: ponieważ rozbiórka występuje na drugim końcu, główną skrzynkę między szafami przewozi tylko jeden kabel 200G na łącze,zamiast dwóch oddzielnych kabli 100G, zmniejszając średnicę wiązki o prawie 40%.

Wyniki i korzyści: mierzalne zyski w gęstości, niezawodności i zarządzalności

Monitoring po wdrożeniu na 48 połączeniach AOC wykazał kilka wymiarowych poprawek.dobrze w obrębie określonych limitów współczynnika błędu bitów (BER), nawet podczas cyklu termicznego od 25°C do 50°C temperatury otoczenia.Ta niezawodność wynika bezpośrednio z optycznego ustawienia optycznego zoptymalizowanego w fabryce i wysokiej jakości światła OM4 wykorzystywanego w montażu.Arkusz danych MFS1S50-H010EPo drugie, zużycie energii na łącze wynosiło średnio 6,8 W (3,4 W na koniec), w porównaniu z około 9,5 W dla dwóch oddzielnych nadajników 100G plus nadajnika 200G po stronie hosta,o oszczędności energii 28% na ogniwo aktywneW przypadku floty o 500 łącznikach oznacza to zmniejszenie obciążenia cieplnego o ponad 1,3 kW, co bezpośrednio obniża zapotrzebowanie na chłodzenie.

Z punktu widzenia operacyjnego uproszczenie okablowania przyniosło jeszcze wyraźniejsze korzyści.liczba punktów fizycznego połączenia na ogniwo spadła z sześciu (dwa nadajniki na każdym końcu plus dwa złącza przewodu patch) do dwóch (dwie wtyczki QSFP56)Zmniejszenie liczby złączy o 66% znacząco obniżyło prawdopodobieństwo przerywanych awarii spowodowanych zanieczyszczeniem pyłem lub obciążeniami mechanicznymi.Menedżerowie IT zauważyli również, że rozwiązywanie problemów stało się znacznie prostsze, ponieważ interfejs DDM kablu zapewnia odczyty mocy i temperatury w czasie rzeczywistym za pośrednictwem standardowej szyny I2C, umożliwiając inżynierom diagnozowanie trendów degradacji, zanim wpłyną one na ruch.

Z punktu widzenia kosztów posiadaniaCena MFS1S50-H010E, chociaż początkowo wyższy niż pasywny DAC, okazał się konkurencyjny, gdy uwzględniono całkowite koszty wdrożenia.zamówienie przewodów do plastrów włóknistychPonadto, ponieważ AOC jest testowany w fabryce jako kompletny zestaw,w ciągu pierwszych 90 dni wskaźnik awarii wynosił zero we wszystkich rozmieszczonych jednostkach, co rzadko osiąga się przy łączach optycznych montowanych w terenie..MFS1S50-H010E na sprzedażPonadto NVIDIA oferuje również standardową 3-letnią gwarancję, co dodatkowo zmniejsza całkowity koszt ryzyka.

Podsumowanie i perspektywy: Plan połączeń między sieciami o dużej gęstości i krótkim zasięgu

Doświadczenie z wykorzystaniemNVIDIA Mellanox MFS1S50-H010Ew środowiskach z wieloma szafami wyraźnie pokazuje, że "szara strefa" między DAC a optyką opartą na nadajniku może być skutecznie zlikwidowana bez kompromisów.Dzięki połączeniu możliwości przerwania 200G-to-2×100G, optyczną wydajność optyczną zoptymalizowaną w fabryce oraz jeden model logistycznyMFS1S50-H010Eoferuje pragmatyczną, sprawdzoną w praktyce odpowiedź na wyzwania związane z gęstością, mocą i możliwością zarządzania, które od dawna frustrują zespoły operacyjne centrów danych.

Patrząc w przyszłość, ponieważ 200G Ethernet staje się domyślną prędkością dostępu dla obciążeń roboczych AI i HPC, a 400G uplinky kręgosłupa dodatkowo napędzają potrzebę efektywnych połączeń międzyprzewodowych,rozwiązania takie jak MFS1S50-H010E prawdopodobnie staną się standardowymi elementami w nowej generacji architektury regałówKompatybilność kabla z pojawiającymi się platformami przełącznika 800G (poprzez podwójny przejście 400G, w stosownych przypadkach) zapewnia pewien stopień odporności na przyszłość,Architekci sieci powinni jednak zapoznać się z najnowszymiArkusz danych MFS1S50-H010EW związku z sukcesem tego wdrożenia wskazuje się również na szerszą tendencję: rosnące preferencje dla pre-terminated,zestawy AOC specyficzne dla zastosowań w przypadku ogólnych nadajników i kabli polowych, zwłaszcza w środowiskach, w których prędkość wdrażania i prostotę operacyjną przewyższają różnice w kosztach dodatkowego sprzętu.

W przypadku organizacji planujących podobne topologie łączące urządzenia 200G do 100G między sąsiednimi szafami,MFS1S50-H010EJego połączenie integracji elektrycznej, optycznej i mechanicznej nie tylko rozwiązuje dzisiejsze bóle głowy z kable, ale także ustanawia czystsze,bardziej przewidywalna warstwa fizyczna dla następnej fali skalowania centrów danych.