Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S50-H010E โซลูชันทางเทคนิคของสายเคเบิลออปติคัลที่ใช้งาน AOC

Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S50-H010E โซลูชันทางเทคนิคของสายเคเบิลออปติคัลที่ใช้งาน AOC | การเชื่อมต่อระหว่างแร็คถึงแร็คความเร็วสูงและการลดความซับซ้อนของการเดินสายเคเบิลในระยะสั้น

ความเป็นมาของโครงการและการวิเคราะห์ข้อกำหนด

ในระหว่างช่วงที่อัตราผสม 200G และ 100G อยู่ร่วมกันในศูนย์ข้อมูล การเชื่อมต่อภายในแร็คเผชิญกับความขัดแย้งทางโครงสร้าง: สวิตช์ชั้นการเข้าถึงโดยทั่วไปในปัจจุบันมีพอร์ต 200G QSFP56 ในขณะที่เซิร์ฟเวอร์ โหนดการจัดเก็บข้อมูล และอุปกรณ์อนุมาน GPU จำนวนมากยังคงใช้อินเทอร์เฟซ 100G เป็นหลัก หากตำแหน่งข้อมูล 100G แต่ละตัวใช้พอร์ต 200G โดยเฉพาะ การใช้งานพอร์ตจะลดลงครึ่งหนึ่งและต้นทุนต่อตำแหน่งข้อมูลที่เชื่อมต่อจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว หากใช้วิธีกระจายออกแบบดั้งเดิมของ "โมดูลออปติคัล 200G พร้อมกล่องแยกสัญญาณภายนอกพร้อมสายแพตช์" ด้านหลังของตู้จะเต็มไปด้วยส่วนประกอบและสายเคเบิลเพิ่มเติมอย่างรวดเร็ว

Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S50-H010E เป็นสายออปติกแบบแอคทีฟยาว 10 เมตรที่ออกแบบมาเพื่อแก้ไขข้อขัดแย้งนี้ด้วยชุดประกอบแบบรวมเพียงชุดเดียว โดยแปลงพอร์ต QSFP56 ความเร็ว 200Gb/s หนึ่งพอร์ตเป็นลิงก์ QSFP56 ความเร็ว 100Gb/s สองพอร์ต โดยรักษาปริมาณงาน 100G เต็มรูปแบบในแต่ละพาธ ในขณะเดียวกันก็กำจัดฮาร์ดแวร์แยกส่วนภายนอก สำหรับสถาปนิกเครือข่าย วิศวกรก่อนการขาย และผู้จัดการฝ่ายปฏิบัติการ นี่หมายถึงประสิทธิภาพพอร์ตที่สูงขึ้น การเดินสายที่ง่ายขึ้น และส่วนประกอบที่อาจเสียหายน้อยลง

การวิเคราะห์ข้อกำหนดสำหรับการปรับใช้ประเภทนี้โดยทั่วไปจะครอบคลุมสี่มิติ:

• ประสิทธิภาพของพอร์ต: ให้บริการตำแหน่งข้อมูล 100G สองตัวจากพอร์ตสวิตช์ 200G หนึ่งพอร์ตโดยไม่ต้องเพิ่มระดับสวิตช์
• ความสมบูรณ์ของสัญญาณ: รักษาลิงก์ 100Gb/s ที่เสถียรบนทั้งสองเส้นทางที่แยกออกไปในระยะ 10 เมตร
• การเดินสายเคเบิลและการไหลเวียนของอากาศ: เปลี่ยนส่วนประกอบหลายชิ้นด้วยสายเคเบิลเส้นเล็กเส้นเดียวเพื่อลดความแออัด
• การดำเนินงาน: หมายเลขชิ้นส่วนน้อยลง การประหยัดที่ง่ายขึ้น และการวินิจฉัยแบบบูรณาการสำหรับการตรวจสอบเชิงรุก

การออกแบบสถาปัตยกรรมเครือข่ายและระบบโดยรวม

Fabric แบบอัตราผสมทั่วไปสำหรับการอนุมาน AI, การจำลองเสมือน หรือการคำนวณทั่วไปใช้โทโพโลยี leaf-spine สองชั้น สวิตช์ลีฟในแต่ละตู้ให้อัปลิงก์ 200G ไปยังสวิตช์สไปน์ ในขณะที่ดาวน์ลิงก์ไปยังเซิร์ฟเวอร์อาจเป็น 100G หรือ 200G ขึ้นอยู่กับความสามารถของโหนด สายเคเบิล AOC แบบแยกส่วน MFS1S50-H010E 200G QSFP56 เข้ากันได้อย่างลงตัวกับเลเยอร์ลีฟ โดยที่พอร์ต 200G เดียวจะต้องรองรับอุปกรณ์เข้าถึง 100G สองตัว

ในสถาปัตยกรรมนี้ เลเยอร์ทางกายภาพสามารถวางแผนได้โดยใช้ตัวเลือกมาตรฐานสองตัวเลือก ได้แก่ ลิงก์ 200G ถึง 200G โดยใช้ AOC มาตรฐาน และลิงก์ 200G ถึง 2x100G โดยใช้ AOC แบบแยก ซึ่งจะช่วยลดความคลุมเครือในการออกแบบและทำให้สามารถคาดเดาการจัดสรรพอร์ตได้ สำหรับทีมที่กำลังประเมินแพลตฟอร์มที่เข้ากันได้กับ MFS1S50-H010E การตรวจสอบที่สำคัญคือพอร์ตสวิตช์รองรับการกำหนดค่าแยกส่วนหรือไม่ และโปรโตคอลที่ใช้งานตรงกับแฟบริคหรือไม่ ไม่ว่าจะเป็น InfiniBand หรืออีเธอร์เน็ต

MFS1S50-H010E 200Gb/s ถึง 2x100Gb/s QSFP56 ถึง 2xQSFP56 สามารถนำไปใช้งานในตำแหน่งทั่วไปได้หลายตำแหน่ง:

• พอร์ตลีฟสวิตช์ระดับบนสุดที่จ่ายเซิร์ฟเวอร์ 100G สองตัวในตู้เดียวกันหรือตู้ที่อยู่ติดกัน
• จับคู่เซิร์ฟเวอร์ GPU ในกลุ่มการอนุมาน AI โดยที่โหนดรักษาอินเทอร์เฟซ 100G
• โหนดการจัดเก็บข้อมูลที่มีการเชื่อมต่อ 100G ในแฟบริคการจัดเก็บข้อมูลประสิทธิภาพสูง
• โครงสร้างกระดูกสันหลังแบบอัตราผสมโดยที่อัปลิงก์ 200G ต้องรองรับอุปกรณ์ที่เข้าถึงได้ 100G

บทบาทและคุณสมบัติหลักของ MFS1S50-H010E ในโซลูชัน

NVIDIA Mellanox MFS1S50-H010E ทำหน้าที่เป็นลิงก์แยกรวมในสถาปัตยกรรมนี้ บทบาทของมันคือการจัดหาชุดประกอบที่สิ้นสุดจากโรงงานซึ่งดำเนินการทั้งการแปลงแสงและการแยกพอร์ต ทำให้ไม่จำเป็นต้องใช้โมดูลแยกต่างหากและกล่องแยก เนื่องจากออปติคัลเอ็นจิ้นและลอจิกการฝ่าวงล้อมถูกรวมเข้าด้วยกัน จึงไม่มีขั้นตอนการแทรกโมดูล ไม่มีฮาร์ดแวร์พัดลมออกภายนอก และไม่มีการจับคู่สายแพตช์เพิ่มเติม

ลักษณะทางเทคนิคที่สำคัญที่เกี่ยวข้องกับสถาปัตยกรรมและการปรับใช้ ได้แก่:

• พอร์ต 200Gb/s ถึง 2x100Gb/s แยกผ่านฟอร์มแฟคเตอร์ QSFP56 รองรับการกำหนดค่าแบบแยกส่วน
• ความยาวคงที่ 10 เมตร ครอบคลุมรูปแบบการเชื่อมต่อจากด้านบนสุดไปจนถึงเซิร์ฟเวอร์
• ปลายทาง 200G โดยใช้ PAM4 50Gb/s สี่เลน; ปลายทาง 100G แต่ละตัวใช้ PAM4 ความเร็ว 50Gb/s สองเลน
• EEPROM ในตัวที่ปลายทั้งสองด้านสำหรับกำลังแสง กระแสไบแอส แรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่าย และการอ่านอุณหภูมิ
• การใช้พลังงานประมาณ 4.5W ต่ำกว่าโมดูลแยกบวกกับการรวมกล่องแยก
• แจ็คเก็ต LSZH ที่มีรัศมีโค้งงอขั้นต่ำ 30 มม. เหมาะสำหรับการกำหนดเส้นทางตู้ที่มีผู้คนหนาแน่น

สำหรับพารามิเตอร์ทางไฟฟ้า ออปติคัล และสิ่งแวดล้อมโดยละเอียด ควรอ่านเอกสารข้อมูล MFS1S50-H010E ควบคู่ไปกับข้อกำหนด MFS1S50-H010E เพื่อยืนยันช่วงอุณหภูมิในการทำงาน การรองรับอินเทอร์เฟซการจัดการ และการปฏิบัติตามโปรโตคอล พารามิเตอร์เหล่านี้ส่งผลโดยตรงต่อการตัดสินใจเกี่ยวกับการกำหนดเส้นทางและการออกแบบตู้ และควรได้รับการตรวจสอบกับสภาพแวดล้อมการติดตั้งจริง

คำแนะนำในการปรับใช้และการขยาย

การปรับใช้ควรเริ่มต้นด้วยการตรวจสอบพอร์ตเพื่อระบุว่าพอร์ตสวิตช์ 200G ใดจะทำงานในโหมดแยก และเซิร์ฟเวอร์ 100G ใดที่จะเชื่อมต่อกับพอร์ตเหล่านั้น การแมปนี้กำหนดปริมาณสายเคเบิลและเส้นทางเส้นทางก่อนการติดตั้งจะเริ่มขึ้น การตรวจสอบการกำหนดค่าแยกที่ด้านสวิตช์ก่อนจะป้องกันปัญหาทั่วไปของเส้นทาง 100G หนึ่งหรือทั้งสองเส้นทางที่ล้มเหลวในการฝึกเมื่อเปิดเครื่องครั้งแรก

คำอธิบายโทโพโลยีทั่วไปสำหรับการปรับใช้ในชั้นวางมีดังนี้ พอร์ตสวิตช์ลีฟด้านบนของชั้นวางได้รับการกำหนดค่าสำหรับการแยก 200G-to-2x100G ส่วนปลาย 200G ของ MFS1S50-H010E เชื่อมต่อกับสวิตช์ ในขณะที่ปลาย 100G ทั้งสองเชื่อมต่อกับเซิร์ฟเวอร์สองตัวในตู้เดียวกันหรือเซิร์ฟเวอร์ที่อยู่ติดกัน รูปแบบเดียวกันจะเกิดซ้ำทั่วทั้งแถว ทำให้เกิดเลเยอร์การแตกที่สม่ำเสมอ การอัปลิงก์จากลีฟไปยังกระดูกสันหลังยังคงใช้ AOC มาตรฐาน 200G โดยที่ปลายทั้งสองข้างทำงานที่ 200G

คำแนะนำในการขยายได้แก่:

• สร้างมาตรฐานบน MFS1S50-H010E สำหรับข้อต่อแยกทั้งหมดในระยะ 10 เมตร เพื่อลดความซับซ้อนในการประหยัด
• เก็บหน่วยอะไหล่ที่รู้จักดีไว้ที่ไซต์งานเพื่อการเปลี่ยนอย่างรวดเร็วโดยไม่เกิดความล่าช้าในการจัดซื้อ
• ติดป้ายกำกับขา 100G ทั้งสองข้างที่ฝั่งเซิร์ฟเวอร์ระหว่างการติดตั้งเพื่อเร่งการเปลี่ยนแปลงในอนาคต
• ยืนยันความเข้ากันได้ของเฟิร์มแวร์และอะแดปเตอร์ก่อนที่จะปรับขนาดเป็นการปรับใช้แบบเต็มแถว

สำหรับทีมที่เปรียบเทียบราคา MFS1S50-H010E และ MFS1S50-H010E สำหรับตัวเลือกการขาย ต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของควรรวมจำนวนส่วนประกอบที่ลดลง แรงงานในการติดตั้งที่ลดลง และทำให้สินค้าคงคลังง่ายขึ้น แทนที่จะต้นทุนต่อหน่วยเพียงอย่างเดียว โซลูชันสายเคเบิล AOC แบบแยกส่วน MFS1S50-H010E 200G QSFP56 มักจะชดเชยราคาต่อหน่วยที่สูงขึ้นผ่านค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานที่ลดลง

การดำเนินการ การตรวจสอบ การแก้ไขปัญหา และการเพิ่มประสิทธิภาพ

เมื่อใช้งานแล้ว MFS1S50-H010E จะมีส่วนร่วมในการตรวจสอบแฟบริคมาตรฐานผ่าน EEPROM ในตัว พอร์ตสวิตช์และอะแดปเตอร์จะแสดงสถานะลิงก์ ตัวนับข้อผิดพลาด และการวัดและส่งข้อมูลทางไกลพารามิเตอร์แบบออปติคัลหากรองรับ ทีมปฏิบัติการควรกำหนดพื้นฐานค่าเหล่านี้หลังการทดสอบการใช้งาน และติดตามความเบี่ยงเบนเมื่อเวลาผ่านไป เพื่อตรวจจับการเสื่อมสภาพก่อนที่จะส่งผลกระทบต่อบริการ

ขั้นตอนการแก้ไขปัญหาทั่วไปสำหรับลิงก์ AOC แบบแยก ได้แก่:

• ตรวจสอบว่าการกำหนดค่าการแยกพอร์ตสวิตช์ตรงกับการกำหนดค่าสายเคเบิลและเซิร์ฟเวอร์
• ตรวจสอบว่าปลาย 200G และปลาย 100G ทั้งสองเข้าที่และล็อคเข้าที่แล้ว
• ตรวจสอบการละเมิดรัศมีโค้งตามเส้นทางเส้นทาง
• สลับสายเคเบิลกับอะไหล่สำรองที่ทราบว่าใช้งานได้ เพื่อแยกปัญหาระหว่างสายเคเบิลกับพอร์ตหรือการกำหนดค่า
• ตรวจสอบการวัดและส่งข้อมูลทางไกลแบบออปติคัลและตัวนับข้อผิดพลาดของลิงก์บนเส้นทาง 100G ทั้งก่อนและหลังการเปลี่ยนแปลง

แนวปฏิบัติในการเพิ่มประสิทธิภาพประกอบด้วยการรักษาเส้นทางที่สม่ำเสมอเหนือรัศมีการโค้งงอขั้นต่ำ การหลีกเลี่ยงการผูกสายเคเบิลที่แน่นซึ่งบีบอัดชุดประกอบ และการเก็บสายเคเบิลสำรองไว้ในบรรจุภัณฑ์เดิมเพื่อปกป้องส่วนปลาย เนื่องจาก MFS1S50-H010E ถูกยกเลิกจากโรงงาน จึงไม่มีข้อกำหนดในการทำความสะอาดภาคสนาม แต่ปลายขั้วต่อควรได้รับการปกป้องระหว่างการจัดเก็บและการจัดการ

สรุปและการประเมินมูลค่า

Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S50-H010E มอบคำตอบด้านเทคนิคที่มุ่งเน้นสำหรับการเชื่อมต่อภายในแร็คที่มีอัตราผสม ด้วยการรวมกลไกออปติคัลและฟังก์ชันการแยกส่วนไว้ในชุดประกอบขนาด 10 เมตรเดียว จะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของพอร์ต ถอดฮาร์ดแวร์ fan-out ภายนอก และทำให้ทั้งการติดตั้งและสินค้าคงคลังง่ายขึ้น สำหรับสถาปนิกเครือข่ายและวิศวกรก่อนการขาย ข้อมูลนี้แสดงถึงโครงสร้างฟิสิคัลเลเยอร์ที่ได้มาตรฐานสำหรับลิงก์แยกขนาด 200G ถึง 2x100G

การประเมินมูลค่าควรชั่งน้ำหนักการเพิ่มขึ้นของการใช้พอร์ต การลดความหนาแน่นของสายเคเบิล การประหยัดพลังงาน และความเรียบง่ายในการดำเนินงานควบคู่ไปกับต้นทุนต่อหน่วย ในการปรับใช้ที่ตำแหน่งข้อมูล 100G จำนวนมากต้องเชื่อมต่อกับพอร์ตสวิตช์ 200G การสร้างมาตรฐานบนสายเคเบิล AOC แบบแยกส่วน MFS1S50-H010E 200G QSFP56 สามารถลดต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของด้วยจำนวนส่วนประกอบที่ลดลง การทดสอบการทำงานที่เร็วขึ้น และรอบการแก้ไขปัญหาน้อยลง สำหรับรายละเอียดทางเทคนิคเพิ่มเติม คำแนะนำด้านความเข้ากันได้ และความพร้อมใช้งาน