Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S00-H005V AOC アクティブ光ケーブル 技術ソリューション

Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S00-H005V AOC アクティブ光ケーブル テクニカル ソリューション｜短距離高速ラック間インターコネクトとケーブル配線の簡素化

1. プロジェクトの背景と要件の分析

人工知能トレーニング クラスターとハイ パフォーマンス コンピューティング (HPC) 環境が拡大し続けるにつれて、InfiniBand HDR 200G が主流の相互接続帯域幅標準になりました。ただし、実際の展開では、物理的なラック間の接続が、システム全体の信頼性と配信効率に影響を与える重大なボトルネックとして現れることがよくあります。従来のアプローチは通常、「QSFP56 SR4 光モジュール + MPO ファイバー パッチ コード」の組み合わせに依存しており、各リンクには 2 つのプラグイン可能な光モジュールと 1 つのパッチ コード、合計 3 つの独立したコンポーネントが必要です。このアーキテクチャでは、20 ラックを超える規模で複数の問題が急速に明らかになります。まず、コンポーネントの数が膨大であるため、インストールとクリーニングの作業負荷が急増します。第 2 に、光モジュールの現場での故障率 (特にポートの汚染や ESD 損傷による) は、工場で統合されたアセンブリの故障率よりも大幅に高くなります。 3 番目に、ケーブル トレイは MPO ジャンパですぐに飽和し、空気の流れが損なわれ、その後のメンテナンス作業が妨げられます。ネットワーク設計者は、トランシーバと伝送媒体を 1 つのユニットに統合し、オンサイトのコンポーネント数を減らし、接続の信頼性を高める代替ソリューションを緊急に必要としています。

2. 全体的なネットワークおよびシステム アーキテクチャの設計

このソリューションは、InfiniBand HDR ベースのファットツリー トポロジを採用しており、コンピューティング ノードはトップオブラック (ToR) スイッチを介してコア層に集約されます。物理層のラック間接続については、MFS1S00-H005Vアクティブ光ケーブルを媒体として使用し、従来の「モジュール + パッチ」の組み合わせを置き換えます。各 AOC は両端に QSFP56 コネクタを備えており、追加の光配線フレーム (ODF) やアダプタを必要とせずに、スイッチまたはアダプタ ポートに直接接続できます。このアーキテクチャは、各リンクを 3 つの独立したコンポーネントから 1 つに圧縮し、モジュールとパッチの端面の不一致、不完全なクリーニング、または極性エラーによって引き起こされるリンク初期化エラーを根本的に排除します。同時に、ケーブル数が大幅に削減されることで、ケーブル トレイのスペースが大幅に解放され、空気の流れが改善され、ラック内の温度分布がより均一になります。

3. Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S00-H005V の役割と主な機能

このラック間相互接続ソリューションの中心となるのは、NVIDIA Mellanox MFS1S00-H005V事前終了済みですMFS1S00-H005V 200G QSFP56 AOC ケーブルVCSEL ベースのトランシーバーと OM4 マルチモード ファイバーを工場でテストされた単一のアセンブリに統合します。としてMFS1S00-H005V InfiniBand HDR 200Gb/s アクティブ光ケーブル、最大 50 メートルの距離で完全な 200G 二重帯域幅を提供します。これは、ほとんどのデータセンター レイアウトにおける隣接または近くのラック間の一般的な 5 ～ 20 メートルのスパンに完全に一致します。のMFS1S00-H005Vの仕様主要な光学および電気パラメータを強調表示します。標準消費電力はエンドあたり 1.5W 未満、ビット誤り率 (BER) は 1e-15 未満、最小曲げ半径は 30mm です。これらの属性については、MFS1S00-H005V データシート、信号の完全性と機械的な柔軟性の両方を保証します。

のMFS1S00-H005V互換エコシステムは、すべての主要な NVIDIA Quantum および Spectrum スイッチ ファミリに加え、ConnectX および BlueField アダプタ カードをカバーし、既存の HDR ファブリックへのシームレスな統合を可能にします。導入の観点から見ると、ケーブルのプラグ アンド プレイの性質により、現場での終端手順が不要になり、工場で密閉されたコネクタは事前に洗浄および認証されて届くため、設置のばらつきが大幅に減少します。

4. 導入とスケーリングの推奨事項

リスクを最小限に抑え、運用学習を最適化するために、段階的な導入アプローチをお勧めします。フェーズ 1 — パイロット — では、最長のケーブル配線と最も密度の高い構成を表す 4 ～ 6 つのラックを選択します。既存のモジュールとパッチのリンクを次のものに置き換えます。MFS1S00-H005V 200G QSFP56 AOC ケーブル ソリューション、実際の光パワーマージンを測定し、比較のためにリンク起動時間を記録します。フェーズ 2 — コア ファブリックの移行 — 展開をすべてのスパインからリーフまでのラック間接続に拡張し、ケーブル直径の縮小と曲げの柔軟性を活用して、ケーブル トレイの再配線と統合を行います。フェーズ 3 — フル コンピューティング ファブリック — 同じ AOC タイプを使用してすべての GPU コンピューティング ノードを ToR スイッチに接続し、クラスター全体で一貫したパフォーマンスを保証します。

50 ラックを超えて拡張する場合は、ラックを 8 ～ 12 の「ポッド」にグループ化し、各ポッドでMFS1S00-H005Vポッド内相互接続用。長距離 (>50m) の場合は、アクティブ光トランシーバーまたは 5m 未満の短距離の場合の DAC (Direct Attach Copper) を補完します。調達を評価する際には、MFS1S00-H005V 価格複数の販売代理店にまたがって一括購入を最適化し、確認するMFS1S00-H005V 販売用導入スケジュールに合わせたリードタイムで可用性を確保します。

5. 運用、監視、トラブルシューティング

とはいえ、MFS1S00-H005Vはパッシブ (プログラム不可能) ケーブルで、ホスト スイッチまたはアダプタ経由でアクセスできる重要な動作データを保存する EEPROM メモリが組み込まれています。主な運用方法には次のようなものがあります。

• デジタル診断: QSFP56 管理インターフェイスを介してケーブルの温度、電圧、バイアス電流をクエリします。典型的な値からの逸脱（以下にリストされているとおり）MFS1S00-H005V データシート) は、物理的ストレスまたはコネクタの問題を示している可能性があります。
• リンクエラー監視: スイッチでの FEC (前方誤り訂正) 修正/未修正カウンタを追跡します。未修正のエラーが突然急増した場合は、リンクの劣化を示唆しています。ケーブルの配線にねじれや過剰な張力がないか物理的に検査してください。
• 目視検査: 工場で密封されているにもかかわらず、メンテナンス後に再度プラグを差し込むと汚染が生じる可能性があります。手持ち式ファイバースコープを使用して端面を検査し、必要に応じて乾いた布クリーナーで掃除します。
• ケーブルのラベル付け: それぞれを文書化するMFS1S00-H005Vシリアル番号と、DCIM または資産データベース内のそのエンドツーエンド マッピング。これにより、トラブルシューティングが簡素化され、対象を絞った交換が容易になります。

導入後の最初の 30 日間は、ベースラインを確立するためにエラー カウンターを毎日監視し、安定性が確認されたら毎週のチェックに移行することをお勧めします。ディスクリートモジュールと比較した AOC のフィールド故障率はほぼゼロであるため、通常、MTTR は 60 ～ 70% 削減されます。

6. 概要と価値の評価

のNVIDIA Mellanox MFS1S00-H005Vは、ラック間 HDR 200G 相互接続の信頼性、密度、運用上の課題に直接対処する、高度に最適化され、現場で実証済みの AOC ソリューションを提供します。 2 つのトランシーバーとファイバー ジャンパーを単一の工場検証済みアセンブリに統合することにより、リンクごとのコンポーネント数が 66% 削減され、モジュール関連のフィールド障害が排除され、設置時間が 80% 以上短縮されます。のMFS1S00-H005V 200G QSFP56 AOC ケーブル20 ラックから 200 以上のラックまでのクラスタに対して TCO の明らかな利点を提供します。MFS1S00-H005Vの仕様すべてのリンクにわたって一貫したパフォーマンスを保証します。このソリューションは、ネットワーク アーキテクトと運用リーダーにとって、展開のタイムラインを短縮し、長期的なメンテナンスのオーバーヘッドを削減する、予測可能でスケーラブルな物理層基盤を提供します。詳細な技術文書。MFS1S00-H005V データシートおよび統合ガイドは、公式 NVIDIA チャネルから入手できます。