ممارسة تطبيق الكابلات الضوئية النشطة Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S00-H005V AOC

ميلانوكس (NVIDIA Mellanox) MFS1S00-H005V AOC ممارسة تطبيق الكابلات البصرية النشطة للاستخدام في التوصيلات القصيرة المسافة عالية السرعة

الخلفية والتحديات: اختناق الكابلات في الاتصال بين الرفوف

واجه مركز محوسبة فائقة وطني اختناقاً غير متوقع بعد ترقية شبكة InfiniBand HDR 200G الخاصة بهكل منها يحتوي على 16 خادم GPU، حيث يتطلب كل خادم رابطين صاعدين 200G إلى مفتاح Leaf العلوي (ToR). في ظل النهج التقليدي ، اعتمد الاتصال بين الرفات على كابلات التصحيح بالألياف بالإضافة إلى وحدات بصرية منفصلة:تم نشر مرسلات QSFP56 SR4 في أعلى كل رف، متصلة عبر منتجات الألياف MPO إلى مفاتيح Leaf في الرفات المجاورة. كشف هذا الحل عن العديد من المشاكل خلال التنفيذ الأولي. أولاً ،كان انتشار الكابلات شديداً ‬ أكثر من 300 اتصال للألياف كان مطلوباً بين 48 رف، وصلت سلاسل الكابلات إلى كامل طاقتها في غضون أسبوعين، مما يجعل أي إضافة جديدة تعتمد على إزالة الكابلات الحالية.مع قيام فريق العمليات بتسجيل متوسط 3 إلى 4 عمليات استبدال للوحدات في الأسبوع خلال الأشهر الثلاثة الأولى بعد النشر، غالبا ما تتطلب إعادة تأهيل الرابط وتسبب تأخيرات تخطيط الوظائف المتداخلة. ثالثا، كل قفزة MPO تتطلب إدارة القطبية الدقيقة وتنظيفها،إضافة 15 إلى 20 دقيقة لكل وصلة أثناء الاستقبال الأوليوقد لخص قائد العمليات التحدي: "نحن بحاجة إلى حل يمكن أن يوفر نفس أداء 200G ولكن مع عدد أقل من المكونات،و انخفضت بشكل كبير معدلات فشل الميدان. "

الحل والتنفيذ: إدخال كابل MFS1S00-H005V النشط

لمعالجة هذه النقاط المؤلمة، قام المركز بتقييم العديد من البدائل واختار في النهايةMFS1S00-H005Vمن Mellanox (NVIDIA Mellanox)كابل MFS1S00-H005V 200G QSFP56 AOCالذي يدمج المرسلات البصرية والألياف في تجميع واحد، المنتهية مسبقا.MFS1S00-H005V InfiniBand HDR 200Gb/s كابل بصري نشط، فإنه يلغي الحاجة إلى وحدات منفصلة والقفزات،يقدم اتصالًا متبادلًا للإنترنت يصل إلى 50 مترًا مثاليًا لمسافات 5 إلى 15 مترًا نموذجية بين الرفوف في هذه المنشأة.

تمت استراتيجية النشر على مراحل على مدى ثلاثة عطلات نهاية الأسبوع. في المرحلة الأولى، قام الفريق باستبدال جميع الاتصالات المتبادلة من ورقة إلى ورقة في طبقة العمود الفقري الأساسيةNVIDIA Mellanox MFS1S00-H005V، معتمدة أنمتوافق مع MFS1S00-H005Vتمتد المرحلة الثانية من نشر AOC إلى الروابط العليا العليا ، وربط كل عقدة حاسوبية بمفاتيح Leaf.المرحلة الثالثة تركز على GPU إلى التخزين، حيثحل كابل MFS1S00-H005V 200G QSFP56 AOCو قدمت تأخيرًا محددًا لحركة نظام الملفات المتوازية.ورقة بيانات MFS1S00-H005Vللتحقق من ميزانيات الروابط والتأكد من أن نطاق 50 متر كان كافياً لأطول فترة تشغيلها (مقاسة في 37 مترًا بما في ذلك حلقات الخدمة).

كانت الميزة الرئيسية لنهج AOC هي إلغاء خطوة تنظيف جهاز الاستقبال المنفصلMFS1S00-H005Vوصلت اختبارها المصنعية ومختومة، والتي تتطلب فقط فحصا بصريا من الوجهات النهائية للاتصالات قبل التثبيت.استخدم الفريق أحذية الكابل المرموقة بالألوان لتمييز الاتصالات من الورقة إلى العمود الفقري من الورقة إلى الحاسوب، وتبسيط الوثائق أكثر.

النتائج والفوائد: تحسينات ملموسة في الموثوقية وكفاءة التشغيل

أظهرت مقاييس ما بعد الانتشار مكاسب كبيرة عبر أبعاد متعددة.مواصفات MFS1S00-H005V✓ بما في ذلك استهلاك طاقة نموذجي أقل من 1.5 واط لكل طرف و BER أقل من 1e-15 ✓ تم تحقيقها بالكامل في بيئة الإنتاج ،مع مركز الإبلاغ عن صفر فشل في الوظائف المتعلقة بالارتباط في الشهرين التاليين للقطعيجمع الجدول التالي التحسينات الرئيسية:

كما أشار فريق العمليات إلى أنMFS1S00-H005Vالسرية المرنة للكابل و 30 ملم الحد الأدنى من نصف قطر الانحناء يسمح لتوجيه أنظف بكثير داخل سلاسل الكابلات، مما يقلل من الحاجة إلى ربط الكابلات وتحسين تدفق الهواء. عند تقييم التكلفة الإجمالية،ووجد المركز أنه بينماسعر MFS1S00-H005Vفي كل وحدة كانت أعلى قليلا من الجمعية المنفصلة للوحدة بالإضافة إلى القفز على أساس كل رابط ، والقضاء على مخزون قطع الغيار ، وتقليل عمل تسوية الأخطاء ،ومعدل الفشل القريب من الصفر جعل التكلفة الإجمالية للملكية (TCO) أكثر ملاءمة.MFS1S00-H005V للبيعمن خلال قناة NVIDIA تضمن أيضًا استبدال سريع لأي وحدات معيبة (على الرغم من عدم حدوث أي منها في الأشهر الثلاثة الأولى).

ملخص وتوقعات: مخطط للأنسجة البسيطة HDR

مركز الحوسبة الفائقة بنجاحMFS1S00-H005Vيوضح كيف أن الكابلات البصرية النشطة يمكن أن تبسط بشكل كبير الاتصال بين الرفوف في بيئات HDR 200G. من خلال توحيد أجهزة الاستقبال والألياف في تجميع واحد مؤهل مسبقًا،نهج AOC يقلل من عدد المكونات، يزيل فشل المجال المرتبط بالوحدة، ويقصر وقت التنفيذ بأكثر من 80٪.NVIDIA Mellanox MFS1S00-H005Vيقدم مسارًا مثبتًا لزيادة الموثوقية وانخفاض التكاليف التشغيلية العامة.ورقة بيانات MFS1S00-H005Vومتصفحات التوافق المحققة متوفرة من خلال القنوات الرسمية. يخطط المركز الآن لتوسيع استراتيجية AOCتتوقع تكرار نفس الفوائد على نطاق أكبر.