Spotlight di applicazione: cavo ottico attivo Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S00-H020V

Man mano che i cluster di formazione sull’intelligenza artificiale e le piattaforme di calcolo ad alte prestazioni si spingono verso 200 Gb/s e oltre, la sfida dell’interconnessione dei rack all’interno dei data center si è intensificata. I tradizionali cavi passivi in ​​rame, sebbene convenienti per distanze molto brevi, faticano con l'integrità del segnale, l'ingombro dei cavi e l'ostruzione del flusso d'aria man mano che la velocità aumenta e i layout dei rack diventano più densi. Questo riflettore dell'applicazione esamina comeMellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S00-H020VIl cavo ottico attivo (AOC) offre una soluzione pratica e pronta per l'implementazione per collegamenti a breve distanza e a larghezza di banda elevata tra rack adiacenti, semplificando notevolmente la gestione dei cavi.

Background e sfida: il collo di bottiglia del rame a 200G

In una tipica architettura top-of-rack (ToR), la connettività spine-leaf spesso richiede cavi di lunghezza compresa tra 5 e 15 metri tra i rack. I cavi ad attacco diretto (DAC) in rame a 200 Gb/s devono affrontare tre limitazioni principali: in primo luogo, l'attenuazione del segnale limita il funzionamento affidabile a circa 5 metri per il rame passivo; in secondo luogo, i fasci di rame spessi e rigidi impediscono la capacità dei portacavi sotto il pavimento e sopraelevati; in terzo luogo, il flusso d'aria limitato causato da cavi in ​​rame densi aumenta i costi di raffreddamento. Gli architetti di rete cercavano un'alternativa immediata che preservasse le prestazioni native InfiniBand HDR senza rivedere i design dei tessuti esistenti. ILCavo AOC MFS1S00-H020V 200G QSFP56è emerso come il sostituto preferito, sfruttando la trasmissione ottica per superare gli svantaggi legati alla distanza e all'ingombro del rame.

Soluzione e implementazione: implementazione di MFS1S00-H020V in strutture rack-to-rack

Uno scenario di distribuzione tipico prevede due rack adiacenti: uno che ospita gli switch spine NVIDIA Quantum HDR InfiniBand, l'altro che contiene nodi di elaborazione o contenitori di storage dotati di ConnectX-6 HDR. ILMFS1S00-H020V Cavo ottico attivo InfiniBand HDR 200Gb/sfornisce una transizione da elettrico a ottico senza soluzione di continuità all'interno del fattore di forma QSFP56. L'installazione segue un semplice processo in tre fasi: collegare un'estremità alla porta dello switch, instradare il cavo leggero e flessibile attraverso i gestori di cavi verticali e terminare sul server o sull'adattatore di destinazione. Non sono necessari riprogrammazione, riprogrammazione del segnale o modifiche alla configurazione. L'ottica attiva del cavo è trasparente al sistema operativo e al gestore dell'infrastruttura e appare come un collegamento standard da 200 Gb/s.

Le considerazioni chiave sulla distribuzione includono la verificaCompatibile con MFS1S00-H020Vhardware: il cavo è qualificato per tutti gli switch e adattatori NVIDIA Mellanox HDR InfiniBand, inclusi Quantum, serie SB7800 e ConnectX-6. Per gli architetti che valutano più opzioni di cablaggio, ilScheda tecnica MFS1S00-H020Vdocumenta una distanza di trasmissione massima di 20 metri su nuclei in fibra OM3 o OM4 incorporati nella guaina AOC, più che sufficiente per la maggior parte delle connessioni intra-fila. Per assistere nella pianificazione degli appalti, preliminarePrezzo MFS1S00-H020Vle stime dei principali distributori indicano che il prezzo in volume si avvicina a quello dei DAC in rame sopra i 5 metri, offrendo allo stesso tempo un'integrità del segnale e un'ergonomia di installazione superiori.

Risultati e vantaggi: miglioramenti misurabili nelle implementazioni nel mondo reale

Organizzazioni che hanno adottato ilNVIDIA Mellanox MFS1S00-H020Vper i collegamenti rack-to-rack riportano quattro miglioramenti misurabili:

• Peso e densità del cavo:L'AOC riduce il peso del cavo di oltre il 70% rispetto ai DAC in rame da 200 Gb/s di lunghezza equivalente. Un tipico AOC da 10 metri pesa circa 200 grammi contro i quasi 700 grammi del rame, consentendo un imballaggio più denso nei portacavi.
• Flusso d'aria e prestazioni termiche:Il raggio di curvatura più piccolo (30 mm contro 50 mm per il rame) e l'area della sezione trasversale ridotta migliorano il flusso d'aria dalla parte anteriore a quella posteriore attraverso i bracci di gestione dei cavi, abbassando la velocità delle ventole e riducendo la potenza di raffreddamento di circa l'8-12% nei rack densamente popolati.
• Integrità e ritrasmissioni del segnale:La trasmissione ottica elimina la diafonia e la suscettibilità alle interferenze elettromagnetiche. Gli stress test di lunga durata mostrano errori di bit corretti pari a zero su collegamenti di 15 metri, mentre i DAC in rame di identica lunghezza hanno mostrato eventi di correzione FEC rari ma diversi da zero sotto carico pesante.
• Velocità di distribuzione e manutenzione:Il design leggero e flessibile consente a un singolo tecnico di completare un set di cablaggio rack-to-rack completo nella metà del tempo richiesto per gli equivalenti in rame, con un minor rischio di danni dovuti alla tensione dei cavi.

Specifiche tecniche in breve

Per gli architetti che desiderano confermare le tolleranze elettriche e meccaniche, il file completoSpecifiche MFS1S00-H020Vil documento è disponibile tramite il portale di supporto di NVIDIA. Le specifiche descrivono in dettaglio i budget di potenza ottica del trasmettitore, la sensibilità del ricevitore e i valori di latenza (tipicamente inferiori a 100 ns) che soddisfano i requisiti di temporizzazione InfiniBand HDR.

Riepilogo e prospettive: una nuova linea di base per le interconnessioni 200G a breve raggio

ILSoluzione cavo AOC MFS1S00-H020V 200G QSFP56si è affermato come base pratica per le implementazioni InfiniBand HDR rack-to-rack dove le distanze superano i cinque metri o dove la densità di gestione dei cavi è un vincolo. A differenza dei ricetrasmettitori ottici discreti e dei cavi patch, il design sigillato e terminato in fabbrica dell'AOC elimina i rischi di pulizia e contaminazione, riducendo i tassi di guasto sul campo. Poiché le densità di potenza dei data center continuano ad aumentare, i vantaggi in termini di flusso d’aria e peso degli AOC ne favoriranno un’adozione più ampia. I responsabili IT che valutano un aggiornamento della flotta dovrebbero verificareMFS1S00-H020V in venditaelenchi tramite partner autorizzati NVIDIA Mellanox. Quando stabilisci il budget, tienilo presente mentrePrezzo MFS1S00-H020Vcomporta un premio modesto rispetto ai DAC in rame oltre i 5 metri, il costo totale di proprietà, compreso un raffreddamento ridotto, un'implementazione più rapida e tassi di guasto inferiori, favorisce l'approccio ottico attivo.

Guardando al futuro, la stessa tecnologia del motore ottico utilizzata nell’MFS1S00-H020V sarà scalabile alle generazioni 400Gb/s e 800Gb/s. Per i tessuti InfiniBand HDR di oggi, tuttavia, ilNVIDIA Mellanox MFS1S00-H020Vrimane il progetto di riferimento per il cablaggio rack-to-rack semplificato, affidabile e ad alte prestazioni.