Mellanox (NVIDIA Mellanox) حل تقني للكابلات البصرية النشطة

إن مستند الحل الفني هذا مخصص لمهندسي الشبكات ومهندسي ما قبل البيع والعملاء المحتملين. وهو يوفر مرجعا شاملا لنشرميلانوكس (نفيديا ميلانوكس) MFS1S00-H020Vكابل بصري نشط (AOC) في بيئات مراكز البيانات، مع التركيز على حل تحديات الاتصال بين الحوامل بسرعات 200G InfiniBand HDR مع تقليل تعقيد الكابلات بشكل كبير.

تتطلب مجموعات تدريب الذكاء الاصطناعي الحديثة وأنظمة الحوسبة عالية الأداء (HPC) نطاقًا تردديًا عاليًا للغاية بين رفوف الحوسبة ورفوف التخزين ومفاتيح العمود الفقري. لا يمكن للكابلات النحاسية السلبية التقليدية (DACs) أن تتجاوز 3-5 أمتار بسرعة 200 جيجابايت/ثانية، مما يجبر الرفوف على ترتيبات كثيفة وغير فعالة. تعمل أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية المنفصلة بالإضافة إلى وصلات توصيل الألياف على حل مشكلة المسافة ولكنها تقدم نقاط فشل متعددة، وتتطلب التنظيف في الموقع وفحوصات القطبية، وتزيد من الحمل الزائد لإدارة الكابلات. تشمل المتطلبات الرئيسية لفرق البنية التحتية ما يلي: الوصول إلى مسافة 20 مترًا لتمكين وضع الحامل المرن، وتشغيل التوصيل والتشغيل بدون أدوات متخصصة، واستهلاك منخفض للطاقة (<3.5 وات لكل طرف)، والتوافق السلس مع منصات محولات NVIDIA Mellanox Quantum HDR الحالية.

تتبنى البنية المقترحة طوبولوجيا الأوراق الشوكية مع اثنين أو أكثر من رفوف العمود الفقري المتوضعة مركزيًا ورفوف الحوسبة/التخزين المتعددة الأوراق الموزعة داخل دائرة نصف قطرها 20 مترًا. جميع الوصلات بين الحامل — سواء من الورقة إلى العمود الفقري أو من الورقة إلى الورقة (للاتصال المباشر بوحدة معالجة الرسومات) — تم توحيدها علىكابل MFS1S00-H020V 200G QSFP56 AOC. وينتهي كل كابل مباشرة في أقفاص QSFP56 الموجودة على المحولات ومحولات القنوات المضيفة (HCAs)، مما يؤدي إلى التخلص من لوحات التصحيح والموصلات الضوئية المتوسطة. تقلل إستراتيجية الكابلات الموحدة هذه من نقاط الاتصال الفعلية بنسبة 50% مقارنة بحلول أجهزة الإرسال والاستقبال المنفصلة، ​​وتبسط توجيه الكابلات، وتضمن سلامة الإشارة المتسقة عبر جميع الوصلات بين الحامل.

النفيديا ميلانوكس MFS1S00-H020Vبمثابة عنصر الربط الأساسي في هذه البنية. وتعالج خصائصها الرئيسية بشكل مباشر التحديات المذكورة أعلاه:

• المحرك البصري النشط المتكامل:يشتمل الكابل على تحويل كهربائي إلى بصري في كلا الطرفين، مما يوفر ما يصل إلى 20 مترًا من النقل الموثوق عبر ألياف OM4 بدون أجهزة إعادة ضبط خارجية أو تكييف الإشارة.
• عامل الشكل QSFP56 وقابلية التوصيل السريع:الMFS1S00-H020V كابل ضوئي نشط InfiniBand HDR بسرعة 200 جيجابت/ثانيةمتوافق تمامًا مع معايير QSFP56 MSA، مما يتيح الإدخال والإزالة بدون أدوات. يتم التعامل مع تدريب الارتباط والمساواة تلقائيًا بواسطة المضيف ASIC.
• طاقة منخفضة وكثافة عالية:عند أقل من 3.5 وات لكل طرف، يدعم الكابل عددًا كبيرًا من المنافذ دون تجاوز الميزانيات الحرارية. يسمح نصف قطر الانحناء الصغير (عادةً 30 مم) بتوجيه الكابلات الكثيفة في المديرين الرأسيين والصواني الموجودة أسفل الأرضية.
• مراقبة التشخيص الرقمي (DDM):يمكن الوصول إلى القياس عن بعد في الوقت الفعلي، بما في ذلك الطاقة الضوئية ودرجة الحرارة وجهد الإمداد عبر واجهة I²C، مما يتيح مراقبة سلامة الارتباط بشكل استباقي.

للحصول على المعلمات الكهربائية والميكانيكية التفصيلية، المسؤولورقة بيانات MFS1S00-H020Vومواصفات MFS1S00-H020Vتوفير بيانات مرجعية شاملة.

وصف الطوبولوجيا النموذجية:نشر قياسي ثنائي العمود الفقري + 8 أوراق. يوجد مفتاحان للعمود الفقري (Quantum HDR) في حامل مخصص للعمود الفقري. تحتوي كل رفوف من ثمانية أوراق على خوادم GPU ومفاتيح الأوراق. جميع الوصلات الصاعدة من العمود الفقري إلى الورقة تستخدمحل كابل MFS1S00-H020V 200G QSFP56 AOCبأطوال 10 م أو 15 م أو 20 م كما هو محدد بواسطة فصل الحامل المادي. تستخدم الروابط المباشرة من ورقة إلى ورقة (لـ NVIDIA GPUDirect RDMA) أيضًا نفس نموذج AOC للحفاظ على الكابلات الموحدة والتوفير.

خطوات النشر:

1. الخطوة 1 – تعيين طول الكابل:قم بقياس المسافات الدقيقة من حامل إلى حامل وحدد أطوال AOC المناسبة. حافظ على بدل حلقة خدمة بطول 2 متر.
2. الخطوة 2 - توجيه الكابل:قم بتركيب الكابلات مسبقًا في الصواني العلوية أو الموجودة تحت الأرضية. المتوافق مع MFS1S00-H020Vوتشمل الخصائص أحجام القفص QSFP56 القياسية وتصميمات المزلاج، مما يضمن إدخالًا خاليًا من المتاعب.
3. الخطوة 3 – التدريب على الاتصال والارتباط:أدخل الكابلات في منافذ العمود الفقري والأوراق. يكتمل التدريب على رابط InfiniBand HDR تلقائيًا خلال ثوانٍ. استخدم ibdiagnet للتحقق من حالة الارتباط وهوامش FEC.
4. الخطوة 4 - وضع العلامات والتوثيق:يجب أن يتم تسمية كل كابل بمصدره/وجهته وطوله. محلسعر MFS1S00-H020Vوسجلات المشتريات لإدارة دورة الحياة.

قابلية التوسع:مع توسع المجموعات، يمكن إضافة رفوف أوراق إضافية طالما أنها تظل ضمن الميزانية الضوئية البالغة 20 مترًا. عند التقييمMFS1S00-H020V للبيعالخيارات، اطلب 10-15% من الكابلات الاحتياطية للاستبدال السريع. يتم دعم الترقيات المستقبلية إلى HDR200 أو حتى NDR200 (مع الاختراق المناسب) من خلال التوافق مع الإصدارات السابقة.

يراقب:استخدم أوامر `mget_temp` و`mget_voltage` و`mget_rx_power` عبر Mellanox OFED أو حزم SDK الخاصة بالمورد لقراءة قياس DDM عن بعد من كل منهاMFS1S00-H020V. قم بتعيين التنبيهات لانخفاض طاقة الاستقبال الضوئية إلى أقل من -6 ديسيبل ميلي واط أو درجة الحرارة التي تتجاوز 70 درجة مئوية. قم بدمج هذه المقاييس في Prometheus أو مجموعات المراقبة المماثلة.

استكشاف الأخطاء وإصلاحها:في حالة وجود ارتباط معطل أو أخطاء مفرطة في الرمز:

• تحقق من الإدخال الفعلي - تأكد من نقر المزلاج بالكامل.
• تأكد من توصيل كلا الطرفين بمنافذ تدعم تقنية InfiniBand HDR (وليس EDR فقط).
• افحص الكابل بحثًا عن مكامن الخلل المرئية أو الانحناءات الحادة.
• قم بالتبديل بقطعة احتياطية معروفة لعزل AOC المعيب.

تحسين:في البيئات الكثيفة، يجب فصل حوامل كابلات الطاقة والبيانات لتجنب اقتران EMI (على الرغم من أن AOCs أقل عرضة للتأثر من النحاس، إلا أن أفضل الممارسات لا تزال قائمة). استخدم منظمات الكابلات الرأسية مع أدلة نصف قطرها 30 مم على الأقل. المراجعة بشكل دوريسعر MFS1S00-H020Vاتجاهات لمراحل التوسع المستقبلية.

الميلانوكس (نفيديا ميلانوكس) MFS1S00-H020Vيوفر الحل القائم ثلاث قيم أساسية لأقمشة InfiniBand HDR ذات الحامل المتداخل 200G:

• حرية التصميم:يكسر الوصول إلى مسافة 20 مترًا متطلبات الاقتران المحكم للنحاس السلبي، مما يتيح تخطيطات حرارية وصيانة مثالية.
• البساطة التشغيلية:يمنع تصميم AOC المدمج التنظيف البصري في الموقع، وإدارة القطبية، ويقلل حجم الكابلات بنسبة تصل إلى 40%.
• التوافق ودورة الحياة المثبتة:بالكاملمتوافق مع MFS1S00-H020Vمع جميع محولات NVIDIA Mellanox Quantum وSpectrum، مع شاملةورقة بيانات MFS1S00-H020Vومواصفات MFS1S00-H020Vوثائق المشتريات والدعم. بالنسبة للمؤسسات التي تخطط للتوسع على المدى القريب، يجب التقييمMFS1S00-H020V للبيعوسعر MFS1S00-H020Vكجزء من مجموعة الكابلات القياسية، يعد ذلك من أفضل الممارسات الموصى بها.

هذا الحل جاهز للنشر في مصانع الذكاء الاصطناعي ومراكز الحوسبة عالية الأداء والمجموعات السحابية حيث تعد الموثوقية والكثافة وسهولة الإدارة لروابط 200 جيجا أمرًا بالغ الأهمية.