Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S00-H005V AOC アクティブ光ケーブル テクニカル ホワイト ペーパー

1プロジェクト背景と要件分析

現代のデータセンターは,AI訓練クラスター,高性能コンピューティング (HPC) ワークロード,分散型ストレージシステムの爆発的な成長によって 根本的な変革を経験しています.この変革の核心には しばしば見過ごされる課題があります長距離の光学接続は標準化されていますが,短距離 (5~30m) のラック・トゥ・ラックセグメントは,ネットワーク建築家やインフラストラクチャ・エンジニアにとって継続的な痛みの点であり続けています.

従来の銅製の直接接続ケーブル (DAC) は,スケールで管理するのがますます難しくなり,ケーブルバンドは太くなって空気流が妨げられ,ケーブル管理が複雑になります.200Gb/s の速度で5mを超えると信号の完整性が低下し,効果的範囲が制限されます.離散型光接送機と分離したファイバージャンパーが組み合わせられ,複数の障害点を導入します.細心の清掃と極度管理を必要とし,港ごとにコストを大幅に増加させる.DAC のプラグ・アンド・プレイのシンプルさと光ファイバーの範囲と信号の整合性を組み合わせるソリューションは,重要なインフラストラクチャの要件となっています.

このホワイトペーパーでは,メラノックス (NVIDIA メラノックス) MFS1S00-H005Vアクティブ・オプティカルケーブル,短距離高速接続の特異的な課題に対処し,ケーブル密度,配線速度を測定可能な改善をもたらす.運用信頼性.

2ネットワーク/システムアーキテクチャの設計

提案されたアーキテクチャは伝統的な脊葉トポロジーに従っており,これは拡張性,予測可能なレイテンシー,そして高バイセクション帯域幅この設計では,リーフスイッチは各サーバーラックの上部に位置し,バックスイッチは専用バックラインまたは集中されたファブリックコアの一部として展開されます.通常同じデータホール内の10~20mを横切る葉と脊髄スイッチの間の相互接続は,MFS1S00-H005V優れている

QSFP56ポートを装備し, 脊柱層へのアップリンクは,MFS1S00-H005V 200G QSFP56 AOCケーブルAOCの統合されたアクティブオプティクスは,各端に分離したトランシーバーの必要性をなくし,リンク1つの物理コンポーネントの総数を6つから (トランシーバー2つ,通信機1つ) 削減します.2つのファイバーコネクタこのアーキテクチャの簡素化により,失敗点が少なく,挿入損失が少なく,ケーブルプラントのドキュメントを劇的に簡素化しました.

についてMFS1S00-H005V インフィニバンド HDR 200Gb/s アクティブな光ケーブルNVIDIA Mellanox Quantum HDR InfiniBand スイッチとConnectX-6 HDR ホストチャネルアダプタと完全に互換性があり,既存のInfiniBandファブリックにシームレスな統合を保証する.混合環境用このケーブルは,互換性のあるQSFP56イーサネットスイッチで使用するとイーサネットプロトコルもサポートし,マルチプロトコルデータセンターの汎用的なコンポーネントとなっています.

3役割と主要な特徴メラノックス (NVIDIA メラノックス) MFS1S00-H005V溶液に

についてMFS1S00-H005V葉から脊髄間接続層の基礎構成要素として機能する.MFS1S00-H005Vデータシート現代のデータセンターの運用要件に直接対応しています

信号の整合性200Gb/sで5mを超えることを目指すMFS1S00-H005V100mまでの長さでエラーフリートランスミッション (BER < 1E-15) を提供する.典型的な10~20mのラック対ラック距離では,これは相当な幅を提供します.電気的に騒音のある環境でも信頼性の高いパフォーマンスを確保する.

形状因子と密度各端のQSFP56コネクタは,業界標準の機械仕様に対応しています.ケーブルの薄い光ファイバー構造は,銅の代替品よりもかなり薄いため,ケーブル管理トレイ内のポート密度が高く,スイッチポートの物理的なストレスを軽減します..

デジタル診断監視 (DDM):規定されているようにMFS1S00-H005Vの仕様温度,電源電圧,レーザー偏差電流のリアルタイムモニタリングネットワーク管理者はリンクの健康に積極的な可視性を提供します..

低電力消費:片方の端はMFS1S00-H005V3.5W未満の消費量で,同等のアクティブ光接送機と比較可能または同等のものよりも低い.この効率は,何百ものリンクが同時に動作する高密度織物にとって極めて重要です.

全面的な互換性:ケーブルはMFS1S00-H005Vに対応するQSFP56 InfiniBand HDRをサポートするNVIDIA Mellanoxのスイッチおよびアダプター,およびQSFP56 MSAおよびIBTA仕様を遵守するサードパーティの機器.

4典型的なトポロジーによる展開と拡張の推奨事項

導入するMFS1S00-H005V生産環境では,ダウンタイムを最小限に抑え,専門的なトレーニング要件をなくす簡単なプロセスを実行します.推奨されるデプロイワークフローは4つの段階で構成されています:

プランニングとケーブル長さの推定:垂直ケーブル管理経路を含む葉スイッチポートと脊髄スイッチポート間の物理距離を正確に測定します.MFS1S00-H005V標準の長さで 5 メートルから 100 メートルまで提供されます.適切な長さを選択することで,必要のないサービスループを避け,保守アクセスに十分な自由空間を残します.

第2段階 設置前の検証:物理的な展開の前に,すべてのスイッチポートがInfiniBand HDRまたは200Gイーサネット操作に設定されていることを確認します.MFS1S00-H005Vデータシート特定のスイッチOSバージョンとファームウェアレベルとの互換性を確認する.

物理的な設置:インストールするMFS1S00-H005VQSFP56コネクタを葉スイッチと背筋スイッチの両方の指定されたポートに挿入することで,ケーブルを接続する.ケーブルの引き込みタブデザインは,隣接コネクタを損傷することなく挿入と取り除くことを容易にする..専用ケーブル経路に沿って線維を路線し,垂直および水平のケーブルマネージャを使用して,製品ドキュメントに規定されている最小30mmの曲線半径を維持します.

第4段階 リンク検証:スイッチ管理インターフェースを使用してリンクの状態を確認します.MFS1S00-H005V 200G QSFP56 AOCケーブルソリューション速度とプロトコルの自動交渉をサポートし,初期ブレイアップを簡素化します. 光学受信電源と温度が通常の動作範囲内であることを確認するためにDDM読み取りを使用します.

拡大シナリオでは,MFS1S00-H005VQSFP56ポートにAOCケーブルを追加することで,既存のリーフスイッチに接続できます. 100Gから200Gへのインフラストラクチャのアップグレードでは,ケーブルが低速度で動作する能力 (2x 100Gまたは 4x 50Gに突破) は,既存の投資を保護し,段階的な容量増加を可能にする移行経路を提供します..

平均的な AI クラスタのトポロジーは 16 つのリーフスイッチ (それぞれ独自のラック) を含むもので,リーフごとに 8 つのアップリンクを介して 4 つのスピンスイッチに接続され,合計 128 つになりますMFS1S00-H005Vこの構成のアクティブ光学ケーブルの使用は,銅の代替品と比較して約65%のケーブル束の容量を削減します.500GPUの訓練施設での基準配備で測定されたこの密度の改善は,よりよい空気流量,低冷却コスト,および保守へのアクセスの簡素化につながります.

5操作監視,トラブルシューティング,および最適化

大規模な相互接続構造の効果的な管理には,強力な監視とトラブルシューティング能力が必要です.MFS1S00-H005VNVIDIA Mellanoxのネットワーク管理エコシステムとシームレスに統合され,いくつかの運用上の利点を提供します.

予防的な健康監視DDM機能は,重要なパラメータの継続的な追跡を可能にします.管理者は,温度異常,電圧偏差,光学電力の劣化に関するしきい値アラートを設定できます.異常値の早期発見により,リンク障害が発生する前に予防的な保守が可能になります.MFS1S00-H005Vの仕様各パラメータの名値動作範囲を文書化し,基準値設定として使用する.

断片隔離:接続上の問題が発生すると,DDMデータは,ケーブル関連の問題とスイッチ側の問題の区別に役立ちます.受信電力の急落は,通常,光路汚染やケーブル損傷を示す.レーザーバイアス電流の損失は送信端の問題を示唆する.この診断能力は,修復までの平均時間 (MTTR) を大幅に加速させる.

性能最適化ネットワークアーキテクトは,ネットワークからテレメトリデータを活用できます.MFS1S00-H005V インフィニバンド HDR 200Gb/s アクティブな光ケーブルリンク利用率とエラーカウンタを監視する. NVIDIA UFM (Unified Fabric Manager) などのInfiniBandファブリック管理ソフトウェア,ケーブルレベルの診断と,布全体でのパフォーマンスメトリックを関連付けます容量計画と作業負荷配置の決定を可能にします.

常見なトラブルシューティングシナリオ:接続障害の場合,推奨する故障排除手順は (1) 両端の物理接続を確認し (2) 範囲外パラメータのDDM読み取りを検査する.(3) スイッチポートの状態と設定を確認(4) 他のすべてが失敗した場合,故障を隔離するために,ケーブルを既知の良好なユニットに置き換える.MFS1S00-H005Vケーブルによる故障は極めて稀です. プロバイダの基準展開は18ヶ月間の運用期間でケーブル故障をゼロに経験しました.

費用効率の考慮:その間MFS1S00-H005V価格1台あたりは,同長度の銅型DACよりも高い場合,所有総コスト (TCO) 分析は,冷却コストの削減を考慮すると,AOCに一貫して有利である.ケーブル管理の労働力が減る大規模な展開では,トランシーバーの調達と保守をなくす.MFS1S00-H005V 販売中販売チャネルを通じて 競争力のある価格を提示し ビジネスケースをさらに改善します

6概要と価値評価

についてメラノックス (NVIDIA メラノックス) MFS1S00-H005Vアクティブ・オプティカルケーブルは 高性能データセンターにおける短距離のラック・トゥ・ラック・インターコネクションのパラダイムシフトを表していますDACの操作のシンプルさと光ファイバーの信号の整合性と範囲を組み合わせることでネットワークアーキテクトを長期にわたって妥協の解決策に追いかけてきた 相互接続ポートフォリオの重要なギャップを解決します

についてMFS1S00-H005V 200G QSFP56 AOCケーブルソリューション複数の次元にわたる実在的な利益をもたらします:ケーブル密度が60%以上増加し,接続ごとに導入時間が75%短縮されます.銅の代替品と比較して,リンクの信頼性が大きさの順番に向上します.統合されたDDM機能は,積極的な運用管理に必要な可視性を提供します.プラグ・アンド・プレイの性質により,特殊な光学装置の訓練や装備の必要性がなくなり.

200G インフィニバンドまたはイーサネットファブリックを展開または拡大する予定の組織では,MFS1S00-H005V既存のインフラストラクチャとの互換性,MFS1S00-H005Vデータシートフォークリフトの交換や複雑な互換性試験なしで,アップグレードが進められるようにします.

400Gやそれ以上のデータセンターの速度が 進歩し続けるにつれて このソリューションが示した 基本的なアーキテクチャ原理はケーブル管理の簡素化も 引き続き重要.MFS1S00-H005V単なるケーブルではなく ネットワークアーキテクトが より密集・信頼性の高い ネットワークを構築できる 戦略的インフラストラクチャの要素ですコンピュータワークロードの次世代向けに.