Soluzione tecnica: cavo ottico attivo Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S00-H020V

Questo white paper tecnico è destinato ad architetti di rete, ingegneri pre-vendita e responsabili operativi. Fornisce un riferimento completo per la progettazione e la distribuzione diMellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S00-H020Vcavo ottico attivo (AOC) in ambienti data center in cui i collegamenti rack-to-rack a breve distanza e con larghezza di banda elevata sono fondamentali e dove la semplificazione dei cavi favorisce l'efficienza operativa.

I moderni cluster di formazione AI e le infrastrutture di calcolo ad alte prestazioni (HPC) adottano sempre più tessuti InfiniBand HDR da 200 Gb/s per ridurre i tempi di completamento dei lavori. Nei tipici design top-of-rack (ToR) e spine-leaf, le interconnessioni tra rack adiacenti o vicini richiedono spesso cavi di lunghezza compresa tra 5 e 15 metri. I tradizionali cavi passivi in ​​rame ad attacco diretto (DAC) introducono tre vincoli principali a queste distanze: degrado dell'integrità del segnale oltre i 5 metri, peso e rigidità eccessivi del cavo che impediscono il flusso d'aria e raggio di curvatura limitato che causa difficoltà di installazione. Gli architetti di rete richiedono costantemente una soluzione che preservi le prestazioni native di 200 Gb/s, elimini i problemi EMI e semplifichi la gestione dei cavi senza aggiungere complessità al ricetrasmettitore. ILCavo AOC MFS1S00-H020V 200G QSFP56soddisfa direttamente questi requisiti fornendo integrità del segnale di livello ottico all'interno di un fattore di forma QSFP56 sigillato e plug-and-play.

L'architettura di riferimento adotta una topologia spine-leaf a due livelli utilizzando switch NVIDIA Quantum HDR InfiniBand su entrambi i livelli. I rack di elaborazione contengono adattatori HDR ConnectX-6 collegati tramite DAC in rame corti (meno di 3 metri) ai rispettivi interruttori a foglia. Per la connettività tra rack per foglie e rack per spine o tra rack per foglie adiacenti in un pod più grande, specifica il progettoMFS1S00-H020V Cavo ottico attivo InfiniBand HDR 200Gb/sassemblee. Ciascun AOC si estende per un massimo di 20 metri, coprendo le tipiche distanze intrafila e fila adiacente. La natura ottica del collegamento consente di popolare più densamente i gestori di cavi verticali, poiché i singoli AOC hanno un diametro esterno di 3,0 mm e un raggio di curvatura di 30 mm. I gestori di sottorete rilevano questi cavi in ​​modo identico ai DAC, senza richiedere alcuna riconfigurazione del tessuto. Per le implementazioni che richiedono campate più lunghe o pannelli di connessione in fibra, i ricetrasmettitori ottici discreti rimangono un'opzione, ma l'AOC sigillato è preferibile per i collegamenti rack-to-rack fissi per ridurre al minimo la contaminazione e gli errori di gestione.

All'interno dell'architettura proposta, ilNVIDIA Mellanox MFS1S00-H020Vfunge da base del livello fisico per tutti i collegamenti HDR InfiniBand rack-to-rack 200G. Le sue caratteristiche tecniche chiave consentono tre distinti vantaggi architettonici:

• Trasparenza elettrica e configurazione zero:Il cavo incorpora motori ottici attivi che convertono i segnali elettrici in luce e viceversa, ma dal punto di vista dello switch host o dell'adattatore, il collegamento si comporta in modo identico a un DAC in rame. Le firme dei cavi memorizzate nella EEPROM riportano la lunghezza e la capacità, consentendo l'addestramento automatico del collegamento senza sintonizzazione manuale.
• Latenza deterministica e tasso di errore bit:Secondo ilScheda tecnica MFS1S00-H020V, il cavo introduce una latenza inferiore a 100 ns e raggiunge un tasso di errore di bit (BER) di 1*10⁻¹⁵ o migliore, soddisfacendo i severi requisiti di affidabilità di InfiniBand HDR per il funzionamento del tessuto senza perdite.
• Co-progettazione meccanica e termica:Il gruppo da 20 metri pesa circa 400 grammi, riducendo la sollecitazione sui connettori delle porte. Il diametro esterno ridotto e la guaina flessibile migliorano il flusso d'aria dalla parte anteriore a quella posteriore attraverso i bracci di gestione dei cavi, riducendo la velocità della ventola di raffreddamento in configurazioni ad alta densità.

Per gli architetti che valutano la compatibilità, ilCompatibile con MFS1S00-H020VL'elenco include tutti gli switch della serie NVIDIA Mellanox Quantum HDR (QM8700, QM8790) e gli adattatori ConnectX-6 HDR. Non è richiesta alcuna qualifica di terze parti per le implementazioni di fornitori misti, sebbene il cavo sia ottimizzato per gli ecosistemi NVIDIA Mellanox.

La distribuzione segue un approccio in tre fasi:

Fase 1 – Installazione fisica:Misurare le distanze tra il dorso e le cremagliere delle foglie, consentendo 1–2 metri di circuito di servizio. ItinerarioCavo AOC MFS1S00-H020V 200G QSFP56assemblaggi tramite passacavi verticali, evitando curve strette. È necessario rispettare il raggio di curvatura minimo di 30 mm, sebbene la flessibilità del cavo riduca i rischi durante l'instradamento.

Fase 2 – Integrazione del tessuto:Collegare ciascun AOC a una porta QSFP56 sull'interruttore a colonna e sull'interruttore a foglia corrispondente. Accendere il tessuto; il gestore della sottorete scoprirà tutti i collegamenti. Esegui "ibdiagnet" per verificare l'integrità del collegamento e i contatori degli errori dei simboli. Le configurazioni tipiche utilizzano un oversubscription 1:1 tra le porte leaf e spine, sebbene l'AOC supporti qualsiasi velocità di segnalazione HDR valida (200G, 100G, 50G con negoziazione della larghezza del collegamento).

Fase 3 – Pianificazione dell'espansione:Man mano che vengono aggiunti ulteriori rack di elaborazione, estendere il livello della colonna vertebrale con le porte disponibili. La portata costante di 20 metri di MFS1S00-H020V copre la maggior parte degli scenari di espansione senza richiedere SKU di cavi diversi. Per i pod più grandi, mantieni un massimo di due AOC in qualsiasi percorso end-to-end (foglia-spina-foglia) per mantenere la latenza al di sotto dei 200 ns. La tabella seguente riassume le linee guida per la selezione dei cavi:

Gestione operativa delMFS1S00-H020Vsfrutta gli strumenti diagnostici InfiniBand standard:

• Collegare il monitoraggio dello stato:Utilizza "iblinkinfo" per verificare lo stato della porta e "perfquery" per monitorare i contatori degli errori dei simboli. I collegamenti AOC dovrebbero mantenere un funzionamento privo di errori a pieno carico. Gli errori persistenti dei simboli indicano problemi a livello fisico: ispezionare il percorso dei cavi per individuare piegature eccessive o contaminazione dei connettori.
• Monitoraggio termico e ambientale:Il cavo funziona da 0°C a 70°C di temperatura della custodia. In ambienti con chassis densi, monitorare le temperature di ingresso; il basso consumo energetico dell'AOC (meno di 2,5 W per estremità) riduce la formazione di punti caldi rispetto ai ricetrasmettitori ottici attivi.
• Firmware e cavo EEPROM:Utilizzare "flint" (Mellanox Firmware Tools) per leggere i dati EEPROM del cavo, confermando il numero di parte, il numero di serie e la lunghezza. Sebbene il cavo in sé non sia aggiornabile sul campo, la convalida del contenuto EEPROM aiuta la gestione dell'inventario e il rilevamento delle contraffazioni.
• Risoluzione dei problemi comuni:Se un collegamento non riesce ad addestrarsi, riposizionare prima entrambe le estremità: la contaminazione sulle lenti ottiche è rara a causa dei connettori sigillati, ma i detriti nelle gabbie QSFP56 possono interferire. Scambia con un bene notoNVIDIA Mellanox MFS1S00-H020Vper isolare i guasti. Per il collegamento persistente, controllare la configurazione della porta dello switch; l'AOC non richiede impostazioni speciali ma deve essere accoppiato con porte compatibili con HDR.

Per la pianificazione della capacità, fare riferimento aSpecifiche MFS1S00-H020Vdocumento, che fornisce i budget di potenza ottica e le curve di sensibilità del ricevitore. Queste specifiche aiutano a determinare il margine quando il cavo passa attraverso funzionalità di gestione dei cavi intermedi che potrebbero introdurre una lieve perdita di segnale.

ILSoluzione cavo AOC MFS1S00-H020V 200G QSFP56offre una proposta di valore interessante per le interconnessioni rack-to-rack InfiniBand HDR tra 5 e 20 metri. Rispetto ai DAC passivi in ​​rame, elimina i rischi per l'integrità del segnale, riduce il peso del cavo di oltre il 70% e migliora il flusso d'aria. Rispetto alle soluzioni discrete con ricetrasmettitore e fibra, semplifica l'approvvigionamento (SKU singolo), riduce le fasi di installazione ed elimina i rischi di pulizia sul campo e contaminazione. Per i team operativi, la perfetta trasparenza elettrica del cavo significa l'assenza di nuovi flussi di lavoro di gestione. Per gli architetti di rete, le prestazioni garantite per ilScheda tecnica MFS1S00-H020Vconsente la progettazione deterministica del tessuto. MentrePrezzo MFS1S00-H020Vsi trova al di sopra dei DAC in rame a brevi distanze, il costo totale di proprietà, inclusi requisiti di raffreddamento ridotti, manodopera di implementazione più rapida e tassi di guasto inferiori, giustifica l’investimento nella tecnologia ottica attiva. Le organizzazioni che cercano di implementare o espandere i tessuti HDR dovrebbero valutare ilNVIDIA Mellanox MFS1S00-H020Vcome standard per tutte le connessioni rack-to-rack di media portata e larghezza di banda elevata. Per verificare la disponibilità attuale e i prezzi a volume, consultare i distributori autorizzati in meritoMFS1S00-H020V in venditastato.