NVIDIA メラノックス MFS1S50-H010E AOCアクティブ光ケーブル技術ソリューション

NVIDIA Mellanox MFS1S50-H010E AOC アクティブ光学ケーブル 技術ソリューション 簡素化ケーブルでキャビネット間の短距離高速接続

1プロジェクト背景と要件分析

200Gと400Gイーサネットのバックボーンに 移行するにつれて隣接する機器ラック間の物理的な相互接続層は,重要な設計次元として出現しましたが,しばしば過小評価されていますネットワークアーキテクトは常に"短距離ギャップ"に直面しています. 受動型銅型DACは,200G PAM4信号速度で 5mを超える距離を信頼的にカバーすることはできません.離散トランシーバーとフィールド端ファイバーに基づく完全に光学的なソリューションは,過剰なコストを導入します複雑さや失敗点についてです5メートルから30メートルまでのキャビネット間距離では,現代のデータホールで一般的なシナリオである.同時に信号の整合性を保証する理想的な物理層ソリューションは存在しない.運用のシンプルさとコスト効率性

この課題は3つの同時行業動向によって強化されています. まず,AIトレーニングクラスタは,GPUコンピューティングノードとストレージシステムとの間で大規模な並行200G接続を要求します.密度がしばしばラックあたり48ポートを超える2つ目は,持続可能性に関する義務が,リンクあたりの電力消費と冷却上のコストを削減していること.運用チームは,配備時間を短縮し,ケーブル管理を簡素化するために圧力を受けている.混沌としたケーブルが空気の流れを阻害するだけでなく,保守の際に修理までの平均時間 (MTTR) を長めるため,包括的な技術的解決策が必要である.,性能やスケーラビリティを損なうことなく 多次元的な制約に対応する光学や機械設計

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,2階層の脊葉トポロジーを採用し,200G QSFP56ポートが主要なアクセス層インターフェースとして機能する.各リーフスイッチは32または48のQSFP56ポートを装備している.400Gまたは800Gアップリンク経由で上流のスイッチに接続するダウンストリームポートは複数のキャビネットに分布したコンピューティングおよびストレージノードに割り当てられます. ポート利用を最大化し,スイッチフットプリントを削減するために,このアーキテクチャは breakout 構成を利用します:単一の200G葉ポートは2つの独立した100G接続に分けられ,それぞれが別々のサーバーまたはストレージコントローラで終了します.このデザインは,葉の層の有効なポート密度を効果的に倍増しますシェルフスペースが少ない環境では特に価値があります

カビネット間の物理的なケーブルは,NVIDIA メラノックス MFS1S50-H010Eアクティブ・オプティカルケーブルは,すべての200Gから2×100Gのブレイクアウトリンクの標準化された相互接続媒体として機能する.各AOCは,スイッチ側にある200Gトランシーバー,サーバー側で2つの100Gトランシーバー工場で完成した組み立ては 光学的なアライナメント,コネクタ・ポーリングの質,単一のエンジニアリングシステムとして最適化されています単一の解決法と比較して約70%安装時間を短縮します.完全なアーキテクチャは,ケーブルルーティング図を含む参照設計で文書化されています., 曲線半径ガイドライン,および電力配給計画,すべての展開段階の一貫性を確保します.

3ソリューションにおけるNVIDIA Mellanox MFS1S50-H010Eの役割と主要な特徴

この建築の内部では,NVIDIA メラノックス MFS1S50-H010E物理層のアンカーとして機能し,スイッチとサーバーNICの電気領域を長距離の信号完整性を保証する光学領域と橋渡す.ケーブルのコア仕様MFS1S50-H010E 200Gb/s から 2x100Gb/s QSFP56 から 2xQSFP56直接,ファンアウト相互接続を可能にし,外部ブレイクボックスやアクティブ・リタイマーを必要としない.このネイティブ・ブレイク機能は,信号品質を維持するために重要です.ケーブルの両端に組み込まれたリタイミング回路がチャネル挿入損失とジッターを補償するため200GBASE-SR4と100GBASE-SR2の動作のためのIEEE 802.3cd仕様にリンク予算が保持されていることを保証する.

基本的技術的特徴MFS1S50-H010E 200G QSFP56 ブレイクアウト AOCケーブルその中には:

• ファイバルの長さのオプションを最適化:標準の50メートルOM4の範囲は,要求に応じてカスタム長さで利用可能で,多数の内閣間配備をカバーする.
• 低電力消費:端あたり典型的には<3.5Wで,分離したファイバーリンクを持つ離散トランシーバーソリューションと比較して総電力消費量を最大30%削減する.
• デジタル診断監視 (DDM):標準的なI2C管理インターフェイスを通じて光学出力,受信電力,温度,電源電圧のリアルタイム報告により,積極的な健康モニタリングが可能になります.
• 広い動作温度範囲:0°Cから70°Cのケース温度で,環境温度の高い密度の高いラック環境で信頼性の高い動作を保証します.
• 適合性と相互運用性完全にMFS1S50-H010Eに対応するNVIDIA Spectrum-2, Spectrum-3, Quantum-2 スイッチ,およびConnectX-6 DxおよびBlueField-2 DPUを使用し,ベンダー特有の資格サイクルをなくします.

これらの特徴は,MFS1S50-H010E データシート詳細なアイ・ダイアグラムマスク,ビット・エラー・レート (BER) 曲線,およびCADベースのラックレイアウトツールへの統合のための機械的な図面寸法を提供します.カベルの最小の曲線半径 (30mm 動的ケーブル管理の適切な設計に不可欠である.

4展開とスケーリングの推奨事項 (典型的なトポロジー説明を含む)

初期展開では,列レベルポッドアーキテクチャに基づくモジュール式拡張戦略を推奨します.各ポッドには隣接する6つのキャビネットで構成されています.2枚のスイッチキャビネットと4つのコンピューティング/ストレージキャビネット平均的な内閣間距離は8メートルです.MFS1S50-H010E 200G QSFP56 ブレイクアウトAOCケーブルソリューションすべての200Gリーフポートに均等に展開され,各AOCはリーフスイッチキャビネットから専用ヘアヘッドケーブルトレイまたは地下チャネル経由でターゲットコンピューティングキャビネットにルーティングされます.運用可能性を維持するAOCケーブルを12本ずつグループ化して ハック・アンド・ループ・ストラップを使って 両端に標的ポートとデバイスの識別子を示すラベルを付けることをお勧めします

48ポートのシフト用の典型的なトポロジー:

• ポート 1 ̇16:各 2 × 100G で 16 つのサーバーに接続 (ブレイアウトモード), 32 つのコンピューティングノードに対応します.
• ポート 17 〜32: 16 つのストレージコントローラに接続され,それぞれ 2 × 100G で 32 つのストレージアクセスリンクを提供します.
• ポート33~48:AOCまたはDACの別々のアセンブリを使用したバックレイヤー (400Gまたは800G) にアップリンクのために予約されている.

単一のポッドを超えたスケーリングでは,新しいケーブルタイプを導入することなくケーブルパターンを複製することによって一貫性を維持します.この均一性はスペアパーツ管理を簡素化します.なぜなら,MFS1S50-H010E 販売中承認された配送チャネルを通じて,すべてのブレイクアウトアプリケーションで単一のSKUを共有します.既存のバンドのリルーティングを必要とせずに新しいリンクに対応するために 20%の追加容量を持つケーブルトレイを過剰に供給することをお勧めします.

5運用と保守:監視,トラブルシューティング,最適化

MFS1S50-H010Eベースのインターコネクトの運用ライフサイクルは,監視と障害管理の体系的なアプローチを必要とする.ケーブルにはDDM機能が含まれているため,標準MIBやRESTfulAPIを使用して I2C管理インターフェイスを中央ネットワーク管理システム (NMS) に統合することをお勧めします積極的なアラートに設定すべき主要な限界値は以下のとおりである.

• Tx パワーの劣化:出力電力が名値より2dB以上下落すると警告する.
• Rx パワーマージン:受信電源が感度限界に近づいた場合の警告 (200G SR4の場合-6dBm)
• 温度調査:箱の温度が65°Cを超えると警告し,空気の流れを阻害したり扇風機が故障したりする可能性があります.

リンクが壊れたり故障した場合,標準化されたMFS1S50-H010Eの仕様障害を隔離するために使用できる明確な合格/失敗基準を提供すること.構造化されたトラブルシューティングプロトコルは,次のステップを含むべきである.光電源異常を排除するためにDDM読み上げを検証する.2つ目,QSFP56コネクタを末面顕微鏡で粉塵や損傷を確認する (IEC 61300-3-35による合格/失敗基準)ケーブルまたはホストポートに欠陥があるかどうかを確認するために,よく知られたAOCでリンクをテストします.なぜなら...MFS1S50-H010E工場でテストされた完全な組成物として,最初の3年間でフィールドの失敗率は通常0.5%未満で,これらの介入の頻度が減少します.

特にラック移転やハードウェアのアップグレード後,最低曲線の準拠性を確保するための定期的なケーブル管理監査を含む.MFS1S50-H010E価格設置・保守コストを考慮すると,離散ソリューションと競争力があります.迅速に交換し,MTTRを最小限に抑えるため,リザーブケーブルの少量 (設置されたユニットの約5%) を保持することをお勧めします..

6概要 価値評価

についてNVIDIA メラノックス MFS1S50-H010E- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -展開速度複数のコンポーネントの光学リンク組を 工場最適化された単一のAOCに置き換えることでこのアーキテクチャはフィールド変数を取り除き,ロジスティックを簡素化しますAI訓練クラスタから分散型貯蔵布まで

現実の世界での展開から得られた重要な価値指標には,以下が含まれます.

• 配備時間の短縮:離散トランシーバーベースの装置よりも 70%速く
• コネクタ数減少:接続点"つあたり6点から2点に 失敗確率を66%削減
• 省エネ:離散的なソリューションと比較して,リンク1つあたりの電力消費量が28%減少します.
• 単純化されたトラブルシューティング:統合されたDDMと標準化診断は,MTTRを40%~50%削減します.

MFS1S50-H010Eは,ネットワークアーキテクターとエンジニアリングリードのために,温度変動や機械的ストレスの間でも一貫したパフォーマンスを維持する"セット・アンド・忘れる"物理層を提供しています.文書化されているようにMFS1S50-H010E データシート標準化ポッドを計画するグリーンフィールドデータセンターに特に推奨されています.また,既存のラックレイアウトを維持しながら,100Gから200Gにアップグレードしようとするブラウンフィールド環境200Gイーサネットが次世代のAIとHPCインフラストラクチャの事実上のアクセス標準になるにつれて,MFS1S50-H010Eベースのケーブルアーキテクチャは,拡張可能な基盤で,現在の運用的制約と長期的能力ロードマップの両方に準拠する.

詳細な統合ガイドライン,熱シミュレーションデータ,適合証明パッケージについては,公式製品ドキュメントを参照してください.