Mellanox (NVIDIA Mellanox) โซลูชันทางเทคนิคโมดูลออปติคัลศูนย์ข้อมูล MMA4Z00-NS

เอกสารนี้มีเป้าหมายสําหรับสถาปนิกเครือข่าย, วิศวกรก่อนการขาย, และผู้จัดการปฏิบัติการMellanox (NVIDIA Mellanox) MMA4Z00-NSโมดูลออปติกเซ็นเตอร์ข้อมูล โดยเฉพาะเจาะจงตอบโจทย์ของการสมดุลความกว้างแบนด์เบดและระยะสําหรับการใช้งานลิงค์ระหว่างเรคและข้ามห้อง

1. สถานการณ์โครงการและการวิเคราะห์ความต้องการ

คลัสเตอร์ฝึกอบรม AI และผ้าคอมพิวเตอร์ความสามารถสูง (HPC) ที่ทันสมัยต้องการความกว้างแบนด์วิดรวม 800Gb / s ต่อพอร์ตสวิตช์ แต่ระยะทางทางกายภาพภายในศูนย์ข้อมูลแตกต่างกันอย่างสําคัญ:รางติดต่อกัน (15?? 30m), การเชื่อมโยงปลายแถว (4050m), การเชื่อมโยงข้ามทาง (6080m), และห้องข้ามหรือพื้นที่ห้องใกล้เคียง (สูงสุด 120m) แนวทางทางประเพณีต้องรักษาคลังของ SR8 แบ่งแยก≤ 50m ผ่านมัลติโมด) และ FR4/DR8 (ระยะไกลกว่า), ค่าใช้จ่ายสูงกว่า) เครื่องรับสัญญาณ ซึ่งสร้างความขัดแย้งในการดําเนินงาน เพิ่มต้นทุนประหยัด และทําให้การวางแผนการเชื่อมโยงยาก

ความต้องการหลักที่ระบุโดยทีมพื้นฐานประกอบด้วย: แบบโมดูลออปติกเดียวที่สามารถครอบคลุมระยะทางสั้นและกลางการหลีกลอกแบบไร้ขีดจํากัดจาก 800G เป็นพื้นเมืองไปสู่ 2x400G Breakout Mode สําหรับระยะทางที่ยืด; ความสอดคล้องอย่างเต็มที่กับโรงงานไฟเบอร์มัลติโมดที่มีอยู่; และเทเลเมทรีที่ครบวงจรสําหรับการจัดการเชื่อมต่อแบบโปรแอคทีฟ

2การออกแบบโครงสร้างเครือข่ายโดยรวม

สถาปัตยกรรมที่เสนอใช้ทอปโลยีกระดูกสันหลังที่มีสวิตช์ NVIDIA Quantum-2 หรือ Spectrum-4 ในทั้งสองระดับ แต่ละสวิตช์ใบเชื่อมต่อกับหน่วยคอมพิวเตอร์ / การเก็บข้อมูลผ่านพอร์ต 800G OSFPการเชื่อมต่อระหว่างเรคและห้องข้ามใช้MMA4Z00-NSโมดูลทั้งสองปลาย โดยมีโรงงานไฟเบอร์แบ่งเป็นสามโซน

สถาปัตยกรรมนี้กําจัดไฟเบอร์แบบเดียวสําหรับลิงค์ระยะกลาง โดยพึ่งพากับพื้นฐานมัลติโมดโดยสิ้นเชิงโมดูลเดียวกันสามารถเปลี่ยนจาก 800G เป็น 2x400G โดยไม่ต้องเปลี่ยนฮาร์ดแวร์.

3. บทบาทและลักษณะสําคัญของ Mellanox (NVIDIA Mellanox) MMA4Z00-NS

รายการNVIDIA Mellanox MMA4Z00-NSใช้เป็นอินเตอร์เฟสออปติกที่รวมกันทั่วทุกสายเชื่อมระหว่างเรคและห้องข้าม คุณลักษณะสําคัญของมันตรงกับความสมดุลความกว้างขวางแบนด์และระยะทาง:

• การทํางานแบบสองแบบ:บุคลากรรมในฐานะชาวพื้นเมืองเครื่องรับสัญญาณ MMA4Z00-NS 800G OSFP SR8สําหรับเส้นเชื่อม ≤ 50m หรือMMA4Z00-NS 2x400G InfiniBand/Ethernetการเจรจาโหมดเป็นอัตโนมัติผ่านการฝึกเชื่อมต่อ
• สาย 8x100G PAM4:แต่ละเลนทํางานที่ 106.25Gb / s (มี RS-FEC)ใบข้อมูล MMA4Z00-NS.
• ประสิทธิภาพพลังงาน:การบริโภคพลังงานแบบปกติ 9.5W (โหมดพื้นฐาน) และ 8.5W (โหมด Breakout) ทําให้การบรรจุที่หนาแน่นได้โดยไม่ต้องลดความร้อน
• การวัดระยะทางอย่างครบถ้วนความแรง TX/RX ในเวลาจริงต่อเส้นทาง, ความดัน, อุณหภูมิ, และ BER ก่อน FEC, สามารถเข้าถึงผ่าน CMIS 5.0 ผ่าน I2C
• ความเข้ากันได้ทั่วไป:ได้รับการตรวจสอบอย่างสมบูรณ์รองรับ MMA4Z00-NSกับสวิตช์ NVIDIA และหลายๆ แพลตฟอร์ม OSFP ของผู้บริการที่ปฏิบัติตามมาตรฐาน CMIS

ตามรายละเอียด MMA4Z00-NS, โมดูลรองรับเส้นใย OM4 สูงสุด 50m ในโหมด 800G และ 100m ในโหมด 2x400G (120m บน OM5).เพียงพอสําหรับการเชื่อมต่อแพทช์แพนล MPO มากถึง 2 ครั้งในเส้นทางศูนย์ข้อมูลทั่วไป.

4. แนะนําการใช้งานและการปรับขนาด

สําหรับการนําไปใช้ในระยะสั้น แนะนําให้ใช้วิธีต่อไปนี้:

ขั้นตอนที่ 1 ราคที่อยู่ใกล้เคียง ( 800G ท้องถิ่น):การใช้งานเครื่องรับสัญญาณ MMA4Z00-NS 800G OSFP SR8โมดูลในเส้นเชื่อมจากใบไปยังใบหรือจากใบไปยังกระดูกสันหลัง ภายในระยะ 50 เมตร ใช้กระดูกของ OM4 MPO-12 APC ที่มีคุณภาพสูงที่มีประเภทขั้ว B (ตรง) ตรวจสอบขอบเชื่อมด้วยเครื่องวัดพลังงานแสงก่อนตัด

ขั้นตอนที่ 2 ช่องข้าม (2x400G breakout):สําหรับลิงค์ที่เกิน 50m, ปรับปรุงสวิตช์พอร์ตสําหรับ 2x400G โหมด Breakout.MMA4Z00-NSปรับตัวอัตโนมัติ; แต่ละเลน Breakout ทํางานเป็นอินเตอร์เฟซ 400G ที่เป็นอิสระ. ใช้ MPO 8 สายใย (2 เลนต่อคู่สายใย)

ขั้นตอนที่ 3 การปรับขนาดให้ครบครันในขณะที่เรคใหม่ถูกเพิ่มขึ้น ให้รักษาสกูโมดูลเดียวกัน สําหรับระยะทางระหว่าง 50×100m ให้มาตรฐานในโหมด Breakout 2x400G เพื่อหลีกเลี่ยงการติดสายใหม่ สําหรับระยะทาง <50mรูปแบบ 800G ที่เป็นพื้นเมืองให้ความสามารถในการใช้งานในแต่ละท่าเรือสูงขึ้นการตัดสินใจสามารถถูกทําขึ้นต่อต่อเนื่องจากความยาวเส้นใยที่วัด

โทโปโลยีกระดานกระดานกระดานกระดานกระดานกระดานกระดานกระดานกระดานกระดานกระดานกระดานกระดานกระดานกระดานกระดานกระดานกระดานกระดานกระดานกระดานกระดานราคา MMA4Z00-NSและMMA4Z00-NS สําหรับขายสําหรับการสอบถาม, ลดจํานวนมีให้บริการ ผ่านผู้จําหน่ายที่ได้รับอนุญาตของ NVIDIA.

5. การติดตามการดําเนินงาน, การแก้ไขปัญหาและ Optimization

รายการMMA4Z00-NS 800G OSFP SR8 โซลูชั่นตัวรับรวมเข้ากับ NVIDIA's telemetry stack และเครื่องมือ CMIS มาตรฐาน

การติดตาม:เปิดสัญญาณเตือนพลังงาน RX ต่อเส้นทาง (ขั้นต่ํา: เตือนที่ -6dBm, วิกฤตที่ -8dBm) ติดตามแนวโน้ม BER ก่อน FECโมดูลให้ข้อมูลอุณหภูมิ; การทํางานต่อเนื่องที่สูงกว่า 75 °C อาจต้องตรวจสอบการไหลของอากาศ

สถานการณ์การแก้ไขปัญหาทั่วไป:

• สายเชื่อมที่พับที่ 800G แต่คงที่ที่ 2x400G:ความสูญเสียไฟเบอร์ที่น่าจะเป็นมากกว่า 3dB ตรวจสอบการเชื่อมต่อแพทช์แพนล และทําความสะอาด MPO endfaces พิจารณาเปลี่ยนลิงค์เป็น Breakout mode อย่างถาวร
• อัตราความผิดพลาดของสัญลักษณ์สูงในเส้นทางเฉพาะ:ตรวจสอบเส้นใยที่บิดหรือเสียหายบนเส้นทางทางกายภาพนั้น polarity MPO หรือการแผนภาพเส้นใยอาจไม่ตรงกัน
• โมดูลที่ไม่ต่อรองโหมด 800G:ยืนยันว่าทั้งสองสวิตช์พอร์ตรองรับ 800G SR8 บางแพลตฟอร์มของฝ่ายที่สามอาจรองรับการหลุด 2x400G เท่านั้น; ดูรองรับ MMA4Z00-NSรายการ

คําแนะนําในการปรับปรุง:สําหรับการจัดจําหน่ายในกรีนฟิลด์, ติดตั้งไฟเบอร์ OM5 (850nm wideband) เพื่อขยายโหมดพื้นเมือง 800G เป็น 75m และโหมด 2x400G เป็น 120m. ใช้ลุปแบ็คทางออทคติกสําหรับการทดสอบตนเองระหว่างหน้าต่างการบํารุงรักษา.การรักษาโมดูลสํารองที่ 5% ของจํานวนที่ใช้งาน SKU หน่วยงานสหภาพทําให้การประหยัดง่ายขึ้นมากเมื่อเทียบกับคลัง SR/FR ที่ผสมผสาน.

6. สรุปและการประเมินค่า

รายการMellanox (NVIDIA Mellanox) MMA4Z00-NSให้คําตอบเชิงเทคนิคที่สอดคล้องกับปัญหาการสมดุลระยะความยาวและความกว้างแบนด์วิด ในศูนย์ข้อมูลที่ทันสมัย โดยการรวม 800G SR8 และ 2x400G ในรูปแบบ OSFP เดียวมันกําจัดความจําเป็นของการใช้ประเภทเครื่องรับสัญญาณแยกแยกในระยะทางสั้นและกลาง (15~100m)หลักค่าเมทริก:

• การลดคลังสินค้า:SKU หนึ่งแทนสามประเภทแบบดั้งเดิม (SR8, FR4, AOC)
• ประสิทธิภาพการใช้จ่ายสายไฟเบอร์มัลติโมดมีค่าใช้จ่ายต่ํากว่าแบบเดียว 60~70% สําหรับความกว้างเท่ากันราคา MMA4Z00-NSเป็นการแข่งขันกับโมดูลระยะสั้นส่วนตัว
• การทํางานง่าย:ขั้นต่ําการวินิจฉัยแบบเดียวกัน สถานที่สํารอง และความต้องการการฝึกอบรม
• พร้อมในอนาคต:เมื่อความหนาแน่นของพอร์ตสวิตช์เพิ่มขึ้น โมดูลเดียวกันจะปรับขนาดจากระบบนิเวศ 400G เป็น 800G

สําหรับสถาปนิกที่วางแผนการปรับปรุงผ้า AI หรือการปรับปรุงคลังสินค้าออปติกส์ที่ไม่เหมือนกันMMA4Z00-NSส่งผลประโยชน์ทางเทคนิคและเศรษฐกิจที่สามารถวัดได้ใบข้อมูล MMA4Z00-NS, และการสนับสนุนด้านวิศวกรรมการจําหน่ายสามารถได้รับผ่านสถาปนิกของ NVIDIA Mellanox solution.