NVIDIA Mellanox MFS1S50-H010E AOC สายไฟฟ้าออนไลน์ที่ใช้งาน

NVIDIA Mellanox MFS1S50-H010E AOC การแก้ไขทางเทคนิคสายไฟฟ้าออนไลน์ที่ทํางาน

1. สถานการณ์โครงการและการวิเคราะห์ความต้องการ

ในขณะที่สถาปัตยกรรมศูนย์ข้อมูลอีเทอร์เน็ตเปลี่ยนไปเป็น 200G และ 400Gชั้นเชื่อมต่อทางกายภาพระหว่างเร็กอุปกรณ์ที่อยู่ใกล้เคียงได้ปรากฏขึ้นเป็นมิติการออกแบบที่สําคัญ แต่มักถูกประเมินต่ําสถาปนิกเครือข่ายต้องเผชิญกับ "ช่องว่างระยะสั้น": DAC ทองแดงปัสสิฟไม่สามารถยืดระยะทางได้อย่างน่าเชื่อถือเกิน 5 เมตรในอัตราการส่งสัญญาณ 200G PAM4ขณะที่การแก้ไขแบบออปติกเต็มที่ที่ใช้เทรนไซเวอร์แยก และไฟเบอร์ที่สิ้นสุดด้วยสนาม นํามาซึ่งค่าใช้จ่ายที่เกินความซับซ้อน และจุดที่ล้มเหลวสําหรับระยะทางระหว่างกระเป๋าสตางค์ที่กว้างตั้งแต่ 5 ถึง 30 เมตร ภาวะที่พบกันทั่วไปในหอข้อมูลที่ทันสมัย, การดําเนินงานที่ง่ายดายและประหยัด

ความท้าทายนี้เพิ่มขึ้นด้วยแนวโน้มในอุตสาหกรรมสามอย่างที่พร้อมกัน อันดับแรก คลัสเตอร์การฝึกอบรม AI ต้องการการเชื่อมต่อ 200G แบบปาราเลลขนาดใหญ่ระหว่าง GPU คอมพิวเตอร์โน๊ดและระบบเก็บข้อมูลมีความหนาแน่นบ่อยเกิน 48 ท่าต่อเรค.อันดับที่สอง การสั่งซื้อความยั่งยืนกําลังขับเคลื่อนการลดการบริโภคพลังงานต่อเส้นเชื่อม และค่าใช้จ่ายในการเย็นทีมปฏิบัติการถูกกดดันเพื่อลดเวลาการใช้งานและปรับปรุงการจัดการสายไฟฟ้า, เนื่องจากสายไฟที่วุ่นวายไม่เพียงแต่ขัดขวางการไหลของอากาศ แต่ยังยืดเวลาเฉลี่ยในการซ่อมแซม (MTTR) ในช่วงการซ่อมแซม,การออกแบบทางออปติก และทางกล เพื่อแก้ไขข้อจํากัดหลายมิติเหล่านี้ โดยไม่เสี่ยงการทํางานหรือความสามารถในการปรับขนาด

2. การออกแบบระบบอาร์คิเทคชันเครือข่าย / ระบบโดยรวม

สถาปัตยกรรมที่เสนอใช้ท็อปโลจีกระดูกสันหลังสองชั้น โดยมีพอร์ต 200G QSFP56 เป็นอินเตอร์เฟซชั้นการเข้าถึงหลัก แต่ละสวิตช์ใบที่มี 32 หรือ 48 พอร์ต QSFP56เชื่อมต่อกับสวิตช์กระดูกสันหลังด้านบนผ่าน 400G หรือ 800G uplinks, ขณะที่ท่าทางด้านล่างถูกจัดสรรให้กับหน่วยคอมพิวเตอร์และสตอเรชั่นที่กระจายไปทั่วหลายกระเป๋าอาร์คิเทคชันใช้การปรับปรุง Breakout: พอร์ตใบ 200G ตัวเดียวถูกแยกออกเป็นสองเชื่อมต่อ 100G ที่เป็นอิสระ แต่ละเชื่อมต่อจะสิ้นสุดที่เซอร์เวอร์หรือตัวควบคุมการเก็บข้อมูลที่แยกออกไปการออกแบบนี้มีประสิทธิภาพสองเท่า ความหนาแน่นของท่าเรือที่มีประสิทธิภาพของชั้นใบซึ่งเป็นสิ่งที่มีคุณค่าโดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อม ที่มีพื้นที่ rack เป็นพรีเมี่ยม

การเชื่อมไฟฟิสิกอลระหว่างตู้ถูกนําไปใช้NVIDIA Mellanox MFS1S50-H010Eสายไฟฟ้าไฟฟ้าออนไลน์ที่ใช้เป็นสื่อการเชื่อมต่อแบบมาตรฐานสําหรับทุกสายเชื่อมต่อ 200G ถึง 2 × 100G ทุก AOC ลงแทนสามองค์ประกอบที่แยกแยกกัน: เครื่องรับสัญญาณ 200G ทางด้านสวิตช์2 เครื่องรับสัญญาณ 100G ทางด้านเซอร์เวอร์การประกอบที่จบลงในโรงงานรับประกันว่าการจัดท่าทางแสง, คุณภาพการเคลือบสายเชื่อมต่อและความอ่อนแอของเส้นใยถูกปรับปรุงเป็นระบบวิศวกรรมเดียว, การกําจัดความแตกต่างของสนามและลดเวลาการติดตั้งโดยประมาณ 70% เมื่อเทียบกับการแก้ไขที่แยกแยกอาร์คิเทคชันที่สมบูรณ์แบบถูกบันทึกไว้ในแบบแผนที่อ้างอิง ซึ่งรวมถึงแผนภูมิการเดินสายเคเบิล, แนวทางเข็มโค้งและการวางแผนการกระจายพลังงาน, รับประกันความสอดคล้องในทุกระยะของการใช้งาน

3. บทบาทและลักษณะสําคัญของ NVIDIA Mellanox MFS1S50-H010E ในคําตอบ

ภายในโครงสร้างนี้NVIDIA Mellanox MFS1S50-H010Eปฏิบัติหน้าที่เป็นแอนเกอร์ชั้นทางกายภาพ โดยเชื่อมโยงพื้นที่ไฟฟ้าของสวิตช์และ NICs เซอร์เวอร์กับพื้นที่ทางออปติก ที่รับประกันความสมบูรณ์แบบของสัญญาณในระยะทางที่ยาวรายละเอียดหลักของเคเบิลMFS1S50-H010E 200Gb/s ถึง 2x100Gb/s QSFP56 ถึง 2xQSFP56✓ ทําให้สามารถเชื่อมต่อกันได้โดยตรง โดยไม่ต้องใช้กล่อง Breakout ภายนอกหรือตัวเรทไมเกอร์ที่ทํางานเพราะวงจร retiming ที่บูรณาการของเคเบิลที่ปลายทั้งสองชําระค่าเยียวยาสําหรับการสูญเสียการใส่ช่องทางและ jitter, รับประกันว่างบประมาณเชื่อมโยงยังคงอยู่ในรายละเอียด IEEE 802.3cd สําหรับการทํางาน 200GBASE-SR4 และ 100GBASE-SR2

ลักษณะทางเทคนิคสําคัญของMFS1S50-H010E 200G QSFP56 สายเคเบิล AOCได้แก่

• ตัวเลือกความยาวไฟเบอร์ที่ปรับปรุง:ขนาด 50 เมตรของ OM4 โดยมีความยาวตามสั่งตามคําขอ ครอบคลุมส่วนใหญ่ของการใช้งานระหว่างกระทรวง
• การบริโภคพลังงานต่ํา:โดยทั่วไป < 3.5W ต่อปลาย, ลดการใช้พลังงานรวมถึง 30% เมื่อเปรียบเทียบกับการแก้ไขเครื่องรับสัญญาณแยกแยกที่มีสายไฟเบอร์แยกแยก
• การติดตามการวินิจฉัยดิจิตอล (DDM):รายงานในเวลาจริงของพลังงานออกออปติก, กําลังรับ, อุณหภูมิ, และความดันไฟฟ้าผ่านอินเตอร์เฟซการจัดการ I2C มาตรฐาน, ทําให้การติดตามสุขภาพเป็นตัวช่วย
• ระยะอุณหภูมิการทํางานที่กว้าง:อุณหภูมิกรอบ 0 °C ถึง 70 °C รับประกันการทํางานที่น่าเชื่อถือในสภาพแวดล้อมราฟที่หนาแน่นและความร้อนภายในที่สูง
• ความสอดคล้องและความสามารถในการทํางานร่วมกันอย่างเต็มที่รองรับ MFS1S50-H010Eด้วยสวิตช์ NVIDIA Spectrum-2, Spectrum-3, Quantum-2 และ ConnectX-6 Dx และ BlueField-2 DPU โดยกําจัดวงจรคุณภาพเฉพาะผู้ขาย

ลักษณะเหล่านี้ถูกรายละเอียดในใบข้อมูล MFS1S50-H010E, ซึ่งให้บริการหน้ากากแผนตาครบวงจร, บิต-ความผิดพลาด-อัตรา (BER) คอร์ฟ, และมิติการวาดกลสําหรับการบูรณาการใน CAD-based rack layout tools.แผ่นข้อมูลยังระบุรัศมีโค้งขั้นต่ําของสายไฟฟ้า (30mm ไดนามิก, 15 มิลลิเมตรสแตติก) และขีดความตึง (สูงสุด 100N) ที่จําเป็นสําหรับการออกแบบการจัดการสายไฟฟ้าที่เหมาะสม

4. แนะนําการจัดจําหน่ายและการปรับขนาด (พร้อมอธิบายทอปโลยีทั่วไป)

สําหรับการจัดจําหน่ายครั้งแรก เราแนะนําให้ใช้กลยุทธ์การขยายแบบโมดูล (modular expansion strategy) โดยใช้สถาปัตยกรรมโป๊ดระดับแถว แต่ละโป๊ดประกอบด้วย 6 ตู้ติดกัน2 ตู้สวิตช์ใบ และ 4 ตู้คอมพิวเตอร์/การเก็บข้อมูล, โดยมีระยะทางระหว่างตู้ 8 เมตรMFS1S50-H010E 200G QSFP56 การแก้ไขเคเบิล AOCได้ถูกนําไปใช้ในแบบเรียบร้อยในทุกจุด 200G โดย AOC แต่ละตัวจะถูกนําไปจากกระเป๋าเปลี่ยนกระเป๋าไปยังกระเป๋าคอมพิวเตอร์เป้าหมาย ผ่านกระเป๋าสายไฟฟ้าชั้นบนหรือช่องทางใต้พื้นที่ที่ได้รับมอบหมายเพื่อรักษาความสามารถในการใช้งานเราแนะนําให้แบ่งเคเบิล AOC เป็น 12 แผ่น โดยใช้สายลุ้นและสายลุ้น โดยมีฉลากในทั้งสองปลายที่ระบุพอร์ตเป้าหมายและเครื่องหมายระบุเครื่อง

โทโปลจิกเฉพาะสําหรับสวิตช์ใบ 48 ท่าทาง:

• สายพาสะพาน 1?? 16: เชื่อมต่อกับเซอร์เวอร์ 16 แห่งที่ 2 × 100G แต่ละสาย ( Breakout mode) ให้บริการ 32 คอมพิวเตอร์โน๊ด
• สายพาสะพาน 17?? 32: เชื่อมต่อกับ 16 เครื่องควบคุมการเก็บข้อมูล ที่มีความเร็ว 2 × 100G แต่ละตัว ให้การเชื่อมต่อการเข้าถึงการเก็บข้อมูล 32 สายพาสะพาน
• สายพาสะพาน 33?? 48: พักไว้สําหรับการเชื่อมต่อขึ้นไปยังชั้นกระดูกสันหลัง (400G หรือ 800G) โดยใช้ AOC หรือ DAC แอนสับบลิกแยกแยก

เมื่อปรับขนาดเกินโพดเดียว อาร์คิทคัตช์จะรักษาความสอดคล้องโดยการจําลองรูปแบบการเชื่อมต่อโดยไม่นําตัวประเภทสายไฟฟ้าใหม่เข้ามาเพราะMFS1S50-H010E สําหรับขายผ่านช่องทางการจําหน่ายที่ได้รับอนุญาต แบ่งปัน SKU เดียวในทุกแอปพลิเคชั่น Breakoutเราแนะนําให้จัดสรรเทรย์เคเบิลเกินจํานวน โดยมีศักยภาพเพิ่มขึ้น 20% เพื่อรองรับสายเชื่อมใหม่ โดยไม่จําเป็นต้องเปลี่ยนเส้นทางของพัสดุที่มีอยู่.

5. การดําเนินงานและการบํารุงรักษา: การติดตาม, การแก้ไขปัญหา, และ Optimization

วงจรชีวิตในการใช้งานของ MFS1S50-H010E ฐานเชื่อมต่อต้องการวิธีการที่เป็นระบบในการติดตามและการจัดการความผิดพลาดเราแนะนําการบูรณาการอินเตอร์เฟซการจัดการ I2C ในระบบจัดการเครือข่ายกลาง (NMS) โดยใช้ MIBs มาตรฐานหรือ API RESTfulขั้นต่ําสําคัญที่จะกําหนดสําหรับการแจ้งเตือนแบบประสานงาน ได้แก่

• การลดความแรง Tx:เตือนถ้าพลังงานออกลดลงมากกว่า 2dB จากค่าตั้งค่า
• ขอบเขตพลังงาน Rx:เตือนเมื่อพลังงานที่ได้รับเข้าใกล้กับขีดความรู้สึก (-6dBm สําหรับ 200G SR4)
• การออกเดินทางระดับอุณหภูมิเตือนถ้าอุณหภูมิห้องเกิน 65 °C แสดงถึงการบกพร่องการไหลของอากาศหรือความล้มเหลวของพัดลม

ในกรณีของความเสื่อมของเชื่อมหรือความล้มเหลวข้อมูล MFS1S50-H010Eให้มีเกณฑ์ผ่าน/ล้มเหลวที่ชัดเจนที่สามารถใช้ในการแยกความผิดพลาด โปรโตคอลการแก้ไขปัญหาที่มีโครงสร้างควรรวมไปถึงขั้นตอนต่อไปนี้ตรวจสอบค่าอ่าน DDM เพื่อยกเว้นความผิดปกติของพลังงานทางออปติก; สอง ตรวจสอบ QSFP56 เครื่องเชื่อมสําหรับฝุ่นหรือความเสียหาย โดยใช้กล้องจุลินทรีย์ด้านปลาย (เกณฑ์ผ่าน/ล้มเหลวตาม IEC 61300-3-35)ทดสอบการเชื่อมต่อกับ AOC ที่ดีดัง เพื่อยืนยันว่าความผิดพลาดอยู่ที่เคเบิลหรือพอร์ตเจ้าภาพหรือไม่เพราะMFS1S50-H010Eการทดสอบในโรงงานเป็นชุดที่สมบูรณ์แบบ อัตราความผิดพลาดในสนามมักจะต่ํากว่า 0.5% ในช่วง 3 ปีแรก ทําให้ความถี่ของการแทรกแซงเหล่านี้ลดลง

โอกาสในการปรับปรุงประกอบด้วยการตรวจสอบการจัดการสายเคเบิลระยะสั้นเพื่อให้แน่ใจว่าความเป็นมาของรัศมีโค้งขั้นต่ํา, โดยเฉพาะอย่างยิ่งหลังจากการย้าย rack หรือการปรับปรุงเครื่องมือราคา MFS1S50-H010Eมีความสามารถในการแข่งขันกับการแก้ไขที่แยกแยก เมื่อพิจารณาค่าใช้จ่ายในการติดตั้งและการบํารุงรักษาเราแนะนําให้มีค่ายสํารองจํานวนน้อย (ประมาณ 5% ของจํานวนทั้งหมดของหน่วยที่ใช้) เพื่อให้สามารถเปลี่ยนได้อย่างรวดเร็วและลด MTTR ให้น้อยที่สุด.

6. สรุปและการประเมินค่า

รายการNVIDIA Mellanox MFS1S50-H010E-ทางแก้ไขทางเทคนิคที่พัฒนาขึ้นจากการพัฒนาทางปฏิบัติ และผ่านการตรวจสอบในพื้นที่ ในการเชื่อมต่อระหว่างกระเป๋า 200G ถึง 100G ที่ทําให้ความต้องการที่ขัดแย้งกันของความสมบูรณ์แบบของสัญญาณความเร็วในการใช้งานโดยการแทนการประกอบสายเชื่อมแสงหลายองค์ประกอบด้วย AOC เดี่ยวที่ปรับปรุงให้กับโรงงานอาร์คิเทคชันกําจัดตัวแปรสนามและปรับปรุงโลจิสติกส์ง่าย ✓ SKU เดียวให้บริการกับแอพลิเคชั่น Breakout ทั้งหมดจากกลุ่มฝึกอบรม AI ไปยังผ้าเก็บของที่กระจาย

เมตรค่าหลักที่มาจากการจัดจําหน่ายในโลกจริง ได้แก่

• การลดเวลาในการใช้งาน:70% เร็วกว่าการติดตั้งที่ใช้เครื่องรับสัญญาณ
• การลดจํานวนเครื่องเชื่อม:จาก 6 จุดเชื่อมต่อต่อกันเป็น 2 จุด ลดความน่าจะเป็นการล้มเหลวโดยประมาณ 66%
• ประหยัดพลังงาน:การบริโภคพลังงานต่ํากว่า 28% ต่อเส้นเชื่อม เมื่อเทียบกับการแก้ไขแบบแยกแยก
• การแก้ไขปัญหาแบบง่าย:DDM ที่บูรณาการและการวินิจฉัยแบบมาตรฐานลด MTTR 40%-50%

สําหรับสถาปนิกเครือข่ายและผู้นําวิศวกรรม MFS1S50-H010E ให้ชั้นฟิสิกส์ "ตั้งและลืม" ที่รักษาผลงานที่คงที่ ผ่านความแตกต่างของอุณหภูมิและความเครียดทางกลตามที่บันทึกไว้ในใบข้อมูล MFS1S50-H010Eการแก้ไขนี้ถูกแนะนําโดยเฉพาะอย่างยิ่งสําหรับศูนย์ข้อมูลเขียวสนามวางแผน pods มาตรฐานรวมถึงสภาพแวดล้อมในพื้นที่บราวน์ฟิลด์ที่ต้องการปรับปรุงจาก 100G เป็น 200G โดยยังคงรักษาการวางแผน rack ที่มีอยู่ในขณะที่ 200G Ethernet กลายเป็นมาตรฐานการเข้าถึงจริงสําหรับพื้นฐาน AI และ HPC ของรุ่นต่อไป สถาปัตยกรรมเคเบิลที่ใช้ MFS1S50-H010E ให้บริการอย่างแข็งแรงมูลนิธิที่สามารถปรับขนาดได้ ซึ่งตรงกับทั้งข้อจํากัดการดําเนินงานปัจจุบันและแผนการขับเคลื่อนความสามารถในระยะยาว.

สําหรับแนวทางการบูรณาการรายละเอียด, ข้อมูลการจําลองความร้อน, และแพ็คเกจการรับรองความสอดคล้อง, กรุณาดูเอกสารผลิตภัณฑ์อย่างเป็นทางการ