NVIDIA Mellanox MFS1S50-H010E AOC cabo óptico ativo na prática

NVIDIA Mellanox MFS1S50-H010E AOC cabo óptico ativo na prática.

Antecedentes e desafio: o dilema da densidade e do cablagem nas interconexões de rack de curto alcance

À medida que as arquiteturas de data centers evoluem para topologias de folha de espinha 200G e 400G, a camada física entre os gabinetes adjacentes muitas vezes se torna um gargalo negligenciado.Enquanto transceptores ópticos emparelhados com cabos de fibra separados fornecem o alcance necessárioPor outro lado, os DACs de cobre passivos, embora simples e rentáveis, são severamente limitados em distância,normalmente com um limite de 3 ‰ 5 metros para transmissão confiável de 200G PAM4Para muitos arquitetos de rede, o intervalo de 5 ̊15 metros entre racks de servidores vizinhos cai em uma "zona cinzenta" frustrante: muito longo para DAC,Mas é demasiado curto para justificar o custo e a complexidade de ligações ópticas baseadas em transceptores completos..

Este desafio é amplificado em clusters de treinamento de IA de alta densidade e redes de armazenamento, onde centenas de portas 200G devem ser interconectadas dentro de uma única fileira de armários.,ponto de empilhamento, ou módulo transceptor adiciona perda de inserção, aumenta o tempo de solução de problemas, e consome valioso espaço de rack.Os gerentes de TI relatam rotineiramente que a gestão de cabos por si só é responsável por quase 20% dos atrasos de implantação, porque os feixes de cablagem volumosos obstruem o fluxo de ar e complicam a manutenção futura do hardware.A necessidade não resolvida de uma solução que combine a simplicidade do plug-and-play do DAC com o alcance e a integridade do sinal da fibra ópticaNVIDIA Mellanox MFS1S50-H010EO cabo óptico ativo foi concebido para encher.

Solução e implantação: Arquitetura de ruptura com camada física simplificada

O centro desta solução é aMFS1S50-H010E 200G QSFP56 cabo AOC de saída, que termina uma única porta hospedeira 200G QSFP56 em uma extremidade e se divide em dois conectores independentes 100G QSFP56 na outra.um switch top-of-rack (ToR) equipado com ligações ascendentes 200G liga através doNVIDIA Mellanox MFS1S50-H010Epara dois nós de computação separados ou controladores de armazenamento localizados num gabinete adjacente, a aproximadamente 10 metros de distância.MFS1S50-H010E 200Gb/s a 2x100Gb/s QSFP56 a 2xQSFP56a configuração duplica efetivamente a densidade efetiva de portas do switch, porque cada porta 200G agora serve dois dispositivos em vez de um,sem necessidade de módulos de ruptura adicionais ou de cabos externos de ventilação.

Do ponto de vista da implantação física, o projeto integrado do AOC elimina três componentes separados: o transceptor do lado do anfitrião, os transceptores do lado remoto e o cabo de fibra intermédio.O conjunto inteiro é terminado na fábrica, testado para perda de inserção de ponta a ponta, e certificado para atender àsEspecificações MFS1S50-H010E, que incluem um alcance de 50 metros sobre fibra OM4, < 3,5 W de consumo de energia por extremidade e suporte completo ao monitoramento de diagnóstico digital (DDM).Os engenheiros de rede podem simplesmente ligar os conectores QSFP56 nas respectivas portas de switch e servidor, encaminhar o cabo flexível através de cabos aéreos ou canais laterais, e colocar a ligação em linha em minutos sem limpeza, sem verificações de polaridade, sem ajuste do transceptor.

Porque o cabo éCompatível com o MFS1S50-H010ECom as famílias de switches NVIDIA Spectrum e Quantum, bem como os SmartNICs ConnectX-6 Dx e BlueField-2, a implantação não requer atualizações de drivers ou patches de firmware.Em uma instalação recente de prova de conceito que abrange oito armários adjacentes, uma equipa de três engenheiros implementou 48 ligações AOC em menos de quatro horas, em comparação com dois dias estimados utilizando transceptores discretos e feixes de fibras terminadas em campo.MFS1S50-H010E 200G QSFP56 solução de cabo AOCdemonstrou ser particularmente eficaz na redução do congestionamento da bandeja de cabos: uma vez que a ruptura ocorre na extremidade superior, o tronco principal entre os armários transporta apenas um único cabo 200G por ligação,em vez de dois cabos 100G separados, reduzindo o diâmetro do feixe em quase 40%.

Resultados e benefícios: ganhos mensuráveis em densidade, confiabilidade e capacidade de gestão

A monitorização pós-implementação nas 48 ligações AOC revelou várias melhorias quantificáveis.bem dentro dos limites especificados da taxa de erro de bits (BER), mesmo durante o ciclo térmico de 25°C a 50°C.Esta fiabilidade decorre directamente do alinhamento óptico otimizado na fábrica e da fibra OM4 de alta qualidade utilizada na montagem.Ficha de dados MFS1S50-H010EEm segundo lugar, o consumo de energia por ligação foi de 6,8 W (3,4 W por extremidade), em comparação com cerca de 9,5 W para dois transceptores 100G separados mais o transceptor 200G do lado do host,com uma economia de energia de 28% por ligação ativaCom uma frota de 500 ligações, isto traduz-se em mais de 1,3 kW de carga térmica reduzida, reduzindo directamente os requisitos de arrefecimento.

Em termos operacionais, a simplificação dos cabos proporcionou benefícios ainda mais pronunciados.O número de pontos de ligação física por ligação caiu de seis (dois transceptores em cada extremidade mais dois conectores de cordão de parche) para dois (os dois plugues QSFP56)Esta redução de 66% no número de conectores reduziu drasticamente a probabilidade de falhas intermitentes causadas por poluição ou tensão mecânica.Os gestores de TI também observaram que a solução de problemas tornou-se significativamente mais simples, porque a interface DDM do cabo fornece leituras de potência óptica e temperatura em tempo real através do barramento I2C padrão, permitindo que os engenheiros diagnosticem tendências de degradação antes que afetem o tráfego.

Do ponto de vista do custo de propriedade, oPreço MFS1S50-H010EO projeto integrado eliminou a necessidade de um inventário separado de transceptores,aquisição de cabos de fibraAlém disso, como o AOC é testado na fábrica como um conjunto completo,A taxa de falhas durante os primeiros 90 dias foi zero em todas as unidades implantadas um resultado raramente alcançado com ligações ópticas montadas em campo. OMFS1S50-H010E à vendaA NVIDIA também oferece uma garantia padrão de 3 anos através da rede de distribuição da NVIDIA, reduzindo ainda mais o custo total do risco.

Resumo e perspetivas: um plano para uma interconexão de alta densidade e curto alcance

A experiência de implantação com oNVIDIA Mellanox MFS1S50-H010EO estudo, que foi realizado em dois países, no Reino Unido e na Alemanha, demonstra claramente que a "zona cinzenta" entre DAC e óptica baseada em transceptores pode ser efetivamente superada sem compromisso.Combinando a capacidade de ruptura de 200G a 2×100G, o desempenho óptico otimizado para a fábrica e um modelo de logística de SKU único, oMFS1S50-H010Eoferece uma resposta pragmática e comprovada no campo para os desafios de densidade, potência e gerenciamento que há muito frustram as equipes de operações de data centers.

Olhando para o futuro, à medida que a Ethernet 200G se torna a velocidade de acesso padrão para cargas de trabalho de IA e HPC, e à medida que os uplinks de coluna vertebral 400G impulsionam ainda mais a necessidade de interconexões de ruptura eficientes,soluções como o MFS1S50-H010E provavelmente se tornarão blocos de construção padrão na arquitetura de rack de próxima geraçãoA compatibilidade do cabo com as plataformas de comutação 800G emergentes (através de dupla saída 400G, se aplicável) garante um certo grau de resistência ao futuro.Embora os arquitetos de rede sejam aconselhados a consultar as últimasFicha de dados MFS1S50-H010EO sucesso desta implantação sugere também uma tendência mais ampla: a crescente preferência porAssemelhamentos de AOC específicos para aplicações sobre transceptores genéricos e cablagem de campo, particularmente em ambientes onde a velocidade de implantação e a simplicidade operacional superam as diferenças de custo incremental do hardware.

Para as organizações que planejam topologias de ligação 200G a 100G semelhantes entre gabinetes adjacentes, oMFS1S50-H010EA sua combinação de integração elétrica, óptica e mecânica não só resolve as dores de cabeça de cablagem de hoje, mas também estabelece umauma camada física mais previsível para a próxima onda de ampliação do centro de dados.