Mellanox (NVIDIA Mellanox) MMA4Z00-NS データセンター光モジュール テクニカル ソリューション

このドキュメントは、ネットワーク アーキテクト、プリセールス エンジニア、および運用マネージャーを対象としています。を中心とした包括的な技術ソリューションを提供します。メラノックス (NVIDIA メラノックス) MMA4Z00-NSデータセンターの光モジュール。特に、ラック間およびクロスルームリンクの導入における帯域幅と距離のバランスをとるという課題に対処します。

1. プロジェクトの背景と要件の分析

最新の AI 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) ファブリックには、スイッチ ポートあたり 800 Gb/s の総帯域幅が必要です。ただし、データセンター内の物理的な距離は、隣接するラック (15 ～ 30 m)、列の端の接続 (40 ～ 50 m)、通路間のリンク (60 ～ 80 m)、および部屋をまたぐまたは隣接する机房ゾーン (最大 120 m) など、大きく異なります。従来のアプローチでは、SR8 (短距離、マルチモードで 50m 以下) トランシーバーと FR4/DR8 (長距離、高コスト) トランシーバーの個別の在庫を維持する必要があります。これにより、運用上の摩擦が生じ、予備コストが増加し、リンク計画が複雑になります。

インフラストラクチャ チームによって特定された主な要件には、次のものが含まれます。短距離と中距離の両方をカバーできる単一の光モジュール タイプ。 800G ネイティブから 2x400G ブレークアウト モードへのシームレスなフォールバックにより、距離を延長します。既存のマルチモードファイバープラントとの完全な互換性。プロアクティブなリンク管理のための包括的なテレメトリ。

2. 全体的なネットワーク アーキテクチャの設計

提案されたアーキテクチャは、両方の層に NVIDIA Quantum-2 または Spectrum-4 スイッチを備えたスパイン/リーフ トポロジを採用しています。各リーフ スイッチは、800G OSFP ポートを介してコンピューティング/ストレージ ノードに接続します。ラック間およびクロスルームリンクを利用MMA4Z00-NS両端にモジュールがあり、ファイバープラントは 3 つのゾーンに分類されます。

このアーキテクチャでは、中距離リンクのシングルモード ファイバーを排除し、マルチモード インフラストラクチャに完全に依存します。これにより、明確なアップグレード パスを維持しながら、ポートあたりのトランシーバ コストが削減されます。ハードウェアを変更することなく、同じモジュールでネイティブ 800G から 2x400G ブレークアウトに移行できます。

3. Mellanox (NVIDIA Mellanox) MMA4Z00-NS の役割と主な特徴

のNVIDIA Mellanox MMA4Z00-NSすべてのラック間およびクロスルームリンクにわたる統合光インターフェイスとして機能します。その主要な特性は、帯域幅と距離のバランスに直接対応します。

• デュアルモード動作:ネイティブとして機能MMA4Z00-NS 800G OSFP SR8 トランシーバーリンク ≤50m の場合、またはMMA4Z00-NS 2x400G InfiniBand/イーサネットより長いリーチ (60 ～ 100 メートル) のブレークアウト。モード ネゴシエーションは、リンク トレーニングを通じて自動的に行われます。
• 8x100G PAM4 レーン:各レーンは 106.25Gb/s (RS-FEC あり) で動作し、800G SR8 仕様に準拠しています。MMA4Z00-NS データシート。
• 電力効率:標準消費電力は 9.5W (ネイティブ モード) および 8.5W (ブレークアウト モード) で、熱ディレーティングなしで高密度実装が可能です。
• 包括的なテレメトリ:レーンごとのリアルタイムの TX/RX 電力、電圧、温度、および Pre-FEC BER に I²C 経由の CMIS 5.0 経由でアクセス可能。
• 幅広い互換性:完全に検証済みMMA4Z00-NS互換NVIDIA スイッチと、CMIS 標準に準拠した多くのサードパーティ製 OSFP プラットフォームを使用します。

によると、MMA4Z00-NSの仕様、モジュールは、800G モードで最大 50 m、2x400G モードで 100 m (OM5 では 120 m) の OM4 ファイバーをサポートします。光バジェットは最小 2.9dB で、一般的なデータセンター パスで最大 2 つの MPO パッチ パネル接続に十分です。

4. 導入と拡張に関する推奨事項

段階的な導入の場合は、次のアプローチをお勧めします。

フェーズ 1 – 隣接するラック (ネイティブ 800G):展開するMMA4Z00-NS 800G OSFP SR8 トランシーバー50m 以内のリーフからリーフまたはリーフからスパインへのリンク内のモジュール。極性タイプ B (ストレート) の高品質 OM4 MPO-12 APC トランクを使用します。カットオーバー前に光パワー メーターを使用してリンク マージンを確認します。

フェーズ 2 – クロスルーム (2x400G ブレークアウト):50m を超えるリンクの場合は、スイッチ ポートを 2x400G ブレークアウト モードに設定します。のMMA4Z00-NS自動的に適応します。各ブレークアウト レーンは独立した 400G インターフェイスとして動作します。 8 ファイバー MPO (ファイバー ペアあたり 2 レーン) を使用します。4 つのファイバーをダークのままにすることで、既存の 12 ファイバー トランクを再利用できます。

フェーズ 3 – フルポッドへのスケーリング:新しいラックを追加する場合は、同じモジュール SKU を維持します。 50 ～ 100m の距離の場合は、再ケーブルを避けるために 2x400G ブレークアウト モードを標準化します。距離が 50m 未満の場合、ネイティブ 800G モードはポートあたりのスループットを高めます。この決定は、測定されたファイバ長に基づいてリンクごとに行うことができます。

スイッチあたり 48x800G ポートを備えた一般的なリーフスパイン トポロジでは、単一モジュール タイプを使用して、最大 24 の隣接するラック (ネイティブ モード) と 12 のクロスルーム リンク (ブレークアウト モード) を相互接続できます。のためにMMA4Z00-NS 価格そしてMMA4Z00-NS 販売用お問い合わせ、ボリューム ディスカウントは、NVIDIA 正規代理店を通じてご利用いただけます。

5. 運用の監視、トラブルシューティング、最適化

のMMA4Z00-NS 800G OSFP SR8 トランシーバー ソリューションNVIDIA のテレメトリ スタックおよび標準の CMIS ツールと統合されます。主要な運用ガイドライン:

監視：レーンごとの RX パワー アラームを有効にします (しきい値: -6dBm で警告、-8dBm でクリティカル)。 FEC 前の BER 傾向を追跡します。突然の増加は、多くの場合、ファイバーの汚染を示します。モジュールは温度の読み取り値を提供します。 75°C を超える継続的な動作には、エアフローの見直しが必要になる場合があります。

一般的なトラブルシューティングのシナリオ:

• リンクは 800G でフラッピングしますが、2x400G では安定しています:ファイバー損失が 3dB を超えている可能性があります。パッチ パネルの接続を確認し、MPO 端面を清掃します。リンクを恒久的にブレークアウト モードに変換することを検討してください。
• 特定のレーンでの高いシンボル エラー率:その物理レーン上のファイバーが曲がっていないか、損傷していないかを確認します。MPO の極性またはファイバーのマッピングが一致していない可能性があります。
• モジュールが 800G モードをネゴシエートしていません:両方のスイッチ ポートが 800G SR8 をサポートしていることを確認します。一部のサードパーティ プラットフォームは 2x400G ブレークアウトのみをサポートする場合があります。参照MMA4Z00-NS互換リスト。

最適化のヒント:グリーンフィールド導入の場合は、OM5 ファイバー (850nm 広帯域) を設置して、800G ネイティブ モードを 75m まで、2x400G モードを 120m まで延長します。メンテナンス期間中のセルフテストには光ループバックを使用します。スペア モジュールを展開数の 5% に維持します。統合 SKU により、SR/FR 混合インベントリと比較してスペアが大幅に簡素化されます。

6. 概要と価値の評価

のメラノックス (NVIDIA メラノックス) MMA4Z00-NSは、現代のデータセンターにおける帯域幅と距離のバランスの問題に対して、技術的に一貫した答えを提供します。ネイティブ 800G SR8 と 2x400G ブレークアウトを単一の OSFP フォーム ファクターに組み合わせることで、短距離および中距離 (15 ～ 100m) で個別のトランシーバー タイプを使用する必要がなくなります。重要な値の指標:

• 在庫削減:1 つの SKU が 3 つの従来のタイプ (SR8、FR4、AOC) を置き換えます。
• コスト効率:マルチモード ファイバーは、同等の到達距離に対してシングルモードよりもコストが 60 ～ 70% 低く、MMA4Z00-NS 価格個々の短距離モジュールと競合します。
• 操作の簡単さ:統一された診断しきい値、予備プール、およびトレーニング要件。
• 将来に備えて:スイッチのポート密度が増加すると、同じモジュールが 400G から 800G のエコシステムに拡張されます。

AI ファブリックのアップグレードを計画したり、異種の光インベントリを統合したりするアーキテクトにとって、MMA4Z00-NS測定可能な技術的および経済的価値を提供します。詳細な仕様については、MMA4Z00-NS データシート、展開エンジニアリング サポートは、NVIDIA Mellanox ソリューション アーキテクトを通じて受けられます。