Kısa mesafeli yüksek hızlı bağlantı ve raflar arasındaki kablolama basitleştirme

Modern Yapay Zeka kümeleri, yüksek performanslı bilgi işlem (HPC) ortamları ve büyük ölçekli bulut veri merkezleri giderek artan bir şekilde 200G InfiniBand HDR kumaşları üzerine inşa edilmektedir. Raf yoğunlukları arttıkça ve GPU sunucuları birden fazla rafa yayıldıkça, kritik bir altyapı zorluğu ortaya çıkmaktadır: sinyal bütünlüğünden, termal verimlilikten veya kablo yönetiminin basitliğinden ödün vermeden, bitişik veya yakındaki raflarda (tipik olarak 5-30 metre aralıkta) bulunan anahtarları ve sunucuları güvenilir bir şekilde birbirine bağlamak. Geleneksel pasif DAC'ler (Doğrudan Bağlantılı Bakır kablolar), 200Gb/s hızında 3-5 metre ile sınırlıdır, bu da onları raf içi bağlantılar için uygunsuz hale getirir. Buna karşılık, ayrı fiber patch kabloları olan optik alıcı-vericiler ek bileşenler getirir, hata noktalarını artırır ve envanter yönetimini karmaşıklaştırır.

Mimarlar ve operasyon ekipleri tarafından belirlenen temel gereksinim, raf içi ve raf dışı mesafelerde 200Gb/s performansı sunan, kablo karmaşıklığını azaltan, dağıtım süresini en aza indiren ve NVIDIA Mellanox HDR altyapısıyla sorunsuz uyumluluk sağlayan birleşik bir fiziksel katman çözümüdür. Bu beyaz kağıt, NVIDIA Mellanox MFS1S00-H010V aktif optik kablosunun (AOC) standartlaştırılmış, ölçeklenebilir bir ara bağlantı çözümü olarak bu talepleri nasıl karşıladığını sunmaktadır.

Önerilen mimari, NVIDIA Mellanox HDR referans tasarımlarıyla tam uyumlu, iki katmanlı bir yaprak-omurga topolojisine dayanmaktadır. Yaprak anahtarları (NVIDIA Quantum HDR), her sunucu rafına yerleştirilir ve kısa DAC'ler veya AOC'ler aracılığıyla GPU veya bilgi işlem düğümlerine bağlanır. Yaprak anahtarlarını omurga anahtarlarına bağlayan ve daha küçük ölçekli kümelerde yaprak anahtarları arasındaki doğrudan bağlantıları sağlayan kritik raf içi bağlantılar, MFS1S00-H010V 200G QSFP56 AOC kablo çözümü kullanılarak kurulur. Bu yaklaşım, kumaş boyunca tam HDR performansını korurken ayrı optik modüllere olan ihtiyacı ortadan kaldırır.

Bu tasarımda, MFS1S00-H010V 5 ila 50 metre arasındaki mesafeleri gerektiren tüm bağlantılar için evrensel ara bağlantı görevi görür. Tek bir AOC SKU'suna standartlaşarak, mimari şunları elde eder:

• Azaltılmış Malzeme Listesi (BOM): Bir kablo türü, birden fazla DAC uzunluğunu ve optik modül kombinasyonunu değiştirir.
• Basitleştirilmiş kablo yönetimi: Tutarlı kablo çapı ve esnekliği, hava akışını ve yönlendirme yoğunluğunu iyileştirir.
• Geleceğe dönük ölçeklenebilirlik: Küme büyüdükçe hem yaprak-omurga hem de genişletme bağlantıları için aynı AOC kullanılabilir.

NVIDIA Mellanox MFS1S00-H010V her iki ucunda da QSFP56 konektörlere sahip entegre bir aktif optik kablodur. 200Gb/s hızında çalışan InfiniBand HDR ağları için özel olarak üretilmiştir. Mimari içinde, raflar boyunca yaprak-omurga ve yaprak-yaprak bağlantılarını köprüleyen fiziksel bağlantı katmanı olarak görev yapar. Rolünü tanımlayan temel teknik özellikler şunlardır:

Ek olarak, MFS1S00-H010V InfiniBand HDR 200Gb/s aktif optik kablosu sızdırmaz bir optik motora sahiptir, açık arayüzleri ortadan kaldırır ve kurulum sırasında kirlenme risklerini azaltır. Detaylı MFS1S00-H010V özellikleri ve resmi MFS1S00-H010V veri sayfası InfiniBand Trade Association standartlarıyla uyumluluğu doğrular, tüm MFS1S00-H010V uyumlu platformlarda birlikte çalışabilirliği sağlar.

Yeni dağıtımlar için önerilen yaklaşım, mesafenin 3 metreyi aştığı tüm 200G bağlantıları için MFS1S00-H010V'yi varsayılan kablolama seçeneği olarak ele almaktır. Tipik bir üç raflı küme yapılandırmasında:

• Raf içi (sunucudan yaprağa): En düşük gecikme ve güç için kısa DAC'ler (≤3m) kullanın.
• Raf içi (yapraktan omurgaya / yapraktan yaprağa): 50m'ye kadar mesafeler için MFS1S00-H010V 200G QSFP56 AOC kablosu dağıtın. Bu, bir sıranın sonundaki veya bitişik raflar arasındaki omurga anahtarlarına olan bağlantıları kapsar.
• Kablolama demetleri: MFS1S00-H010V'nin ince, esnek ceketi nedeniyle, 48 kabloya kadar olan demetler hava akışını engellemeden standart kablo yönetim kollarından yönlendirilebilir.

500 düğümün ötesine ölçeklendirme için, mimarlar yedekli bağlantılara sahip bir omurga-yaprak topolojisi uygulamayı düşünmelidir. MFS1S00-H010V 200G QSFP56 AOC kablo çözümü doğrusal olarak ölçeklenir; eklenen her yaprak anahtarı, aynı AOC türü kullanılarak omurga anahtarlarına bağlanabilir. Bu standardizasyon, dağıtım hatalarını azaltır ve modüler optik çözümlere kıyasla kurulum sürelerini %40'a kadar hızlandıran önceden sonlandırılmış kablolama fabrikalarına olanak tanır.

Operasyonel bir bakış açısıyla, NVIDIA Mellanox MFS1S00-H010V birkaç temel özellik aracılığıyla 2. gün yönetimini basitleştirir. İlk olarak, pasif bir aktif optik kablo (entegre alıcı-vericiler) olarak, envantere alınacak, takip edilecek veya değiştirilecek ayrı optik modüller yoktur. İkinci olarak, tüm kablo sağlığı ve sinyal bütünlüğü metrikleri NVIDIA Mellanox anahtar CLI'si ve Fabric Manager aracılığıyla erişilebilir olup, mühendislerin port başına optik alım gücünü, bağlantı hata oranlarını ve sıcaklığı izlemesine olanak tanır.

Sorun giderme, birleşik SKU yaklaşımı sayesinde kolaylaştırılmıştır. Bir bağlantı sorunu tespit edildiğinde, değiştirme işlemi, alıcı-verici veya fiber sorunlarını teşhis etmek yerine tüm kablonun değiştirilmesini içerir. MFS1S00-H010V veri sayfası bükülme yarıçapı sınırlarını (minimum 30 mm) ve mikro bükülme kayıplarını önlemek için önerilen kullanım prosedürlerini sağlar. Optimizasyon için aşağıdaki en iyi uygulamalar önerilir:

• MFS1S00-H010V bağlantılarını bakır bağlantılardan ayırmak için renk kodlu kablo yönetimi kullanın.
• Ön arıza bozulmasını tespit etmek için NVIDIA UFM (Unified Fabric Manager) aracılığıyla otomatik bağlantı izleme uygulayın.
• Modüler optiklere bağımlılık olmadan hızlı değiştirme sağlamak için küçük bir yedek MFS1S00-H010V satış için envanteri bulundurun.

Maliyet verimliliği, 3-5 yıllık bir ufukta toplam sahip olma maliyeti (TCO) değerlendirilerek daha da artırılabilir. MFS1S00-H010V fiyatı başlangıçta pasif DAC'lerden daha yüksek olsa da, azaltılmış hata oranları, daha düşük dağıtım işçilik maliyetleri ve basitleştirilmiş yedekleme genellikle raf içi bağlantılar için daha düşük bir TCO ile sonuçlanır.

NVIDIA Mellanox MFS1S00-H010V aktif optik kablosu, raflar arasındaki kısa mesafeli yüksek hızlı ara bağlantıların uzun süredir devam eden zorluğuna hedeflenmiş bir çözüm sunar. DAC'lerin tak-çalıştır basitliğini optiklerin menzili ve sinyal bütünlüğü ile birleştirerek, mimarların modüler optik sistemlerin karmaşıklığı olmadan temiz, ölçeklenebilir HDR kumaşları tasarlamasına olanak tanır. Temel değer sonuçları şunları içerir:

• Dağıtım hızı: Birleşik SKU, kurulum süresini azaltır ve alıcı-verici takma adımlarını ortadan kaldırır.
• Operasyonel basitlik: Ayrı alıcı-verici envanteri yok; standartlaştırılmış yedekleme.
• Termal verimlilik: Uç başına düşük güç ve esnek kablolama, yüksek yoğunluklu anahtarlarda hava akışını iyileştirir.
• Ölçeklenebilirlik: MFS1S00-H010V 200G QSFP56 AOC kablosu fiziksel katman tasarımını değiştirmeden birkaç raftan yüzlerce rafa kadar küme büyümesini destekler.

NVIDIA Mellanox HDR altyapısını planlayan veya genişleten kuruluşlar için, MFS1S00-H010V'yi standart raf içi kablo olarak benimsemek, geleceğe dönük, yönetilebilir ve yüksek performanslı bir temel sağlar. En son MFS1S00-H010V veri sayfası ve uyumluluk matrisleri dahil olmak üzere ayrıntılı referans tasarımları, NVIDIA iş ortağı kanalları aracılığıyla mevcuttur.