الحل التقني لوحدة NVIDIA Mellanox MMA4Z00-NS الضوئية لمركز البيانات

تم تصميم هذا الحل التقني لمهندسي شبكات، مهندسي ما قبل المبيعات، ومديري العمليات.NVIDIA Mellanox MMA4Z00-NSمركز البيانات وحدة بصرية، معالجة التحدي في العالم الحقيقي للتوازن بين عرض النطاق الترددي العالي مع وصول محدود عبر وصلات الألياف متعددة الأوضاع داخل الرف وعبر الحرم الجامعي.وتغطي الأقسام التالية تصميم الهندسة المعماريةتقنيات رئيسية ونماذج نشر وأفضل الممارسات التشغيلية.

1خلفية المشروع وتحليل المتطلبات

تتسبب مجموعات تدريب الذكاء الاصطناعي الحديثة وبيئات الحوسبة العالية في حركة المرور من الشرق إلى الغرب غير المسبوقة. قد تتطلب كبسولة الذكاء الاصطناعي متوسطة الحجم 800G اتصال بين خوادم GPU داخل نفس الرف ،بينما تحتاج في نفس الوقت إلى روابط تجميع 400G إلى جزيرة تخزين تقع على بعد 200-300 متر في مبنى أو قاعة بيانات مختلفةالنزاع الأساسي ينشأ عن قيود الطبقة الفيزيائية: الألياف المتعددة الأوضاع القياسية OM4 تدعم 800G (عبر 8 × 100G PAM4) فقط حتى حوالي 50 ٪ 70 متر ، وهي أقل بكثير من متطلبات الحرم الجامعي.استبدال البنية التحتية الحالية متعددة الأوضاع بألياف أحادية الأوضاع غالبا ما يكون مكلفًا ومزعزعًا للعمل.

تتضمن المتطلبات الرئيسية التي حددها معظم المهندسين المعماريين: (أ) الحفاظ على عرض النطاق الترددي 800G للاتصالات القصيرة المدى من GPU إلى switch ،(ب) توسيع نطاق الوصول إلى 200 + متر باستخدام الألياف OM4 الحالية للصلات بين الحرم الجامعيو (د) توفير إدارة موحدة وتشخيص.MMA4Z00-NSتتناول مباشرة جميع المتطلبات الأربعة من خلال قدرة الوضعين.

2تصميم بنية الشبكة والنظام بشكل عام

تتبع الهندسة المعمارية المقترحة توبولوجيا ورقة العمود الفقري من مستويين مع تصميم طبقة مادية هجينة. داخل كل رف ، تتصل عقدات حسابات GPU بمفاتيح ورقة باستخدامMMA4Z00-NS 800G OSFP SR8 جهاز الاستقبالفي وضع 800G بالكامل عبر ألياف OM4 (≤50m) ، بالنسبة للروابط عبر الحرم الجامعي بين مفاتيح الورق في المبنى A ومفاتيح العمود الفقري / التخزين في المبنى B (200 ′′ 300m بعيداً) ، نفسNVIDIA Mellanox MMA4Z00-NSيتم إعادة تكوين الوحدات إلىMMA4Z00-NS 2x400G InfiniBand / Ethernetهذا يسمح لألياف MPO-16 واحدة بحمل إشارتين مستقلتين 400G ، مما يضاعف بشكل فعال المدى مع الحفاظ على عرض النطاق الترددي لكل رابط.

• نطاق داخل الرف:800G SR8 وضع، حتى 8 × 100G PAM4 خطوط، تحت 90ns تأخير.
• نطاق متعدد الجامعات:وضع اختراق 2 × 400G ، تعمل كل قناة 400G بتشتت طرازية مريحة ، مما يوسع المدى الفعلي إلى 200 × 300 متر على OM4.
• نسيج موحد:يتم دعم كل من InfiniBand (لجميع GPU) و Ethernet (لتخزين / إدارة) دون تغييرات في الأجهزة.

تتخلص الهندسة المعمارية من الحاجة إلى وحدات منفصلة لمسافات طويلة أو تحويل الألياف ذات الوضع الواحد. يخدم نوع وحدة واحدة كلا النظم البعيدة ، مما يسهل المخزون والادخار.

3الدور والميزات الرئيسية لـ NVIDIA Mellanox MMA4Z00-NS

الـMMA4Z00-NSيعمل كجسر بصري بين نطاق 800G قصير المدى ونطاق 2 × 400G الموسع.مواصفات MMA4Z00-NS، نظرياته المتوازية القائمة على VCSEL و DSP المتقدمة توفر قدرات حاسمة:

• تشغيل مزدوج المعدل ، وضع مزدوج:يمكن تحديد البرنامج بين 800G SR8 و 2 × 400G بدون إعادة تكوين الأجهزة.
• الميزانية المتزايدة للصلة:عند التشغيل عند 400G لكل قناة ، تتحسن حساسية المستقبل بنحو 3dB مقارنةً بوضع 800G ، مما يترجم مباشرةً إلى وصول أطول عبر نفس الألياف OM4.
• عدم معرفت البروتوكول:يدعم بالكامل كل من InfiniBand و Ethernet ، معتمد مع NVIDIA Quantum-2 و Spectrum-4 المفاتيح.
• التشخيص عن بعد:مراقبة في الوقت الحقيقي للطاقة البصرية ودرجة الحرارة والجهد وحدود الروابط عبر واجهات إدارة OSFP القياسية.

للمعماريين الذين يراجعونورقة بيانات MMA4Z00-NS، والنتيجة الرئيسية هي أن هذه الوحدة الواحدة تحل محل نوعين من المنتجات المتميزة (800G SR8 + 400G FR4 أو وحدات ثنائية الاتجاه) ، مما يقلل من كل من مصاريف رأس المال والتشغيل.

4توصيات النشر والتوسيع (مع الطوبولوجيا النموذجية)

وصف الطوبولوجية النموذجي:قاعات بيانات (أ و ب) منفصلة عن بعضها عن بعضها بمسافة 250 متر من الألياف متعددة الوسائط OM4 المظلمة. يضم القاعة A 16 رف GPU ، كل منها يحتوي على 8 عقدات حاسوبية و 2 مفاتيح ورقة.القاعة ب تضم صفوف تخزين ومفاتيح العمود الفقريكل مفاتيح أوراق في القاعة أ مجهزةMMA4Z00-NSوحدات: الموانئ 1-8 التي تم تكوينها على أنها 800G SR8 للاتصالات داخل الرف ؛ الموانئ 9-12 التي تم تكوينها على أنها 2 × 400G للانفصال بين الحرم الجامعي إلى القاعة B. يتم استخدام نفس نوع الوحدة في كلا الطرفين.

خطوات النشر:

• الخطوة الأولى: التحقق من صحةمتوافق مع MMA4Z00-NSالحالة مع المفاتيح الموجودة (إصدار البرمجيات الثابتة ودعم OSFP cage).
• الخطوة الثانية: قم بتثبيت الوحدات والكابلات MPO-16 بدون تغييرات القطبية
• الخطوة الثالثة: تكوين سرعة وموضة الموانئ عبر CLI التبديل أو إدارة واجهة العرض المصورة تعيين منافذ المدى القصير إلى 800G SR8 ، وموانئ الحرم الجامعي إلى 2 × 400G الاختراق.
• الخطوة 4: تشغيل التحقق من ميزانية الرابط البصري باستخدام التشخيص المدمج.MMA4Z00-NS 800G OSFP SR8 حل جهاز الاستقباليوفر طاقة Rx لكل مسار و BER قبل FEC.

التوسع:مع نمو مجموعة الذكاء الاصطناعي، يتم إضافة وحدات إضافية بالتوازي.MMA4Z00-NSيعمل لكل من الأدوار، التوسع لا يتطلب التنبؤ بمزيج الروابط القصيرة مقابل الطويلة ‬ يمكن تعيين أي وحدة لأي من الأدوار في وقت النشر.

5العمليات، المراقبة، حل المشاكل وتحسين

الـMMA4Z00-NSيتم دمجها مع كومة قياسات المعلومات القياسية القياسية لمراكز البيانات. وتشمل الممارسات التشغيلية الرئيسية:

• مراقبة الصحة:إجراء استطلاع للطاقة الضوئية Tx/Rx لكل ممر، وتيار التحيز، ودرجة الحرارة عبر SNMP أو Redfish. يجب أن تكون قوة Rx الاسمية بين -4dBm و +2dBm لنظام 800G،و منخفضة إلى -7dBm لنظام 2 × 400G بفضل الحساسية المريحة.
• تتبع FEC و BER:تقارير وحدة قبل FEC معدل خطأ البت. ل 2 × 400G روابط طويلة، قبل FEC BER من 1e-8 أو أقل تعتبر صحية.
• إصلاح الأخطاء الشائع:إذا فشلت الرابط بين الحرم الجامعي في التدريب، تحقق من أن كلا الطرفين تم تكوينها لوضع الاختراق (وليس 800G).ورقة بيانات MMA4Z00-NSدليل القطبية للكابلات MPO-16 بعض أنواع القطبية (مثل النوع B) تتطلب التزاوج المحدد.
• نصيحة تحسين:بالنسبة للروابط التي تقترب من 300 متر ، خفض درجة حرارة البيئة بالقرب من أقفاص جهاز الاستقبال لتحسين نسبة الإشارة إلى الضوضاء. يمكن لكل تخفيض 10 درجة مئوية تحسين كفاءة VCSEL بنحو 5٪.

بالنسبة للمشتريات وإدارة دورة الحياة، يجب على الفرق تتبعسعر MMA4Z00-NSالاتجاهات وتخزين نسبة التوفير من 1:20 (احتياطي واحد لكل 20 تم نشرها). نظرا لمرونة وضعين للوحدة، يمكن لنفس الاحتياطي استبدال وحدة فاشلة في كل من المواقع قصيرة أو طويلة المدى.

6ملخص وتقييم القيمة

الـNVIDIA Mellanox MMA4Z00-NSيوفر مقترح قيمة فريد: وحدة ضوئية واحدة تمتد على كل من الروابط الحرم الجامعي القصيرة والمتوسطة المسافة ذات النطاق الترددي العالي دون الحاجة إلى تغيير مصنع الألياف.للمهندسين المعماريين ومديري تكنولوجيا المعلوماتMMA4Z00-NS للبيعأو طلب العينات، المعلومات الرئيسية هي:

• خفض كابيكس:يزيل وحدات 400G منفصلة لمسافات طويلة ، مما يقلل من الإنفاق البصري بنسبة 30-40٪ في تصاميم المسافات المختلطة.
• تبسيط التكلفة:SKU واحد للمخزون الاحتياطي، التشخيص الموحد، والكابلات المتسقة.
• مؤكدة للمستقبل:الـMMA4Z00-NS 800G OSFP SR8 حل جهاز الاستقباليدعم كل من مجموعات 800G اليوم والأنسجة 2 × 400G غدا.
• المرونة التشغيلية:تسمح الأوضاع القابلة للاختيار من قبل البرنامج بإعادة التوازن بين عرض النطاق الترددي والمسافة دون تبادل الأجهزة.