アプリケーションスポットライト: メラノックス (NVIDIA メラノックス) MFS1S00-H020Vアクティブ光ケーブル

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 プラットフォームが 200Gb/s 以上を目指して進むにつれて、データセンター内のラックを相互接続するという課題が激化しています。従来のパッシブ銅線ケーブルは、非常に短い距離ではコスト効率が高いものの、速度が向上し、ラック レイアウトが高密度になるにつれて、信号の完全性、ケーブルのかさばり、エアフローの障害という問題に直面します。このアプリケーションのスポットライトでは、メラノックス (NVIDIA メラノックス) MFS1S00-H020Vアクティブ光ケーブル (AOC) は、ケーブル管理を大幅に簡素化しながら、隣接するラック間の短距離の高帯域幅リンクに実用的ですぐに導入できるソリューションを提供します。

背景と課題: 200G における銅線のボトルネック

一般的なトップオブラック (ToR) アーキテクチャでは、スパインとリーフの接続にはラック間に 5 ～ 15 メートルのケーブル配線が必要になることがよくあります。 200Gb/s の銅線ダイレクト アタッチ ケーブル (DAC) には 3 つの大きな制限があります。まず、信号の減衰により、パッシブ銅線の信頼性の高い動作が約 5 メートルに制限されます。 2 つ目は、厚くて硬い銅の束により、床下および頭上のケーブル トレイの容量が妨げられることです。 3 番目に、高密度の銅ケーブルによって空気の流れが制限され、冷却コストが上昇します。ネットワーク アーキテクトは、既存のファブリック設計を全面的に見直すことなく、ネイティブの InfiniBand HDR パフォーマンスを維持できるドロップインの代替手段を探していました。のMFS1S00-H020V 200G QSFP56 AOC ケーブル銅の距離と体積の欠点を克服するために光伝送を利用することで、推奨される代替品として浮上しました。

ソリューションと展開: ラックツーラック ファブリックへの MFS1S00-H020V の展開

一般的な導入シナリオには、2 つの隣接するラックが含まれます。1 つは NVIDIA Quantum HDR InfiniBand スパイン スイッチを収容し、もう 1 つは ConnectX-6 HDR を搭載したコンピューティング ノードまたはストレージ エンクロージャを収容します。のMFS1S00-H020V InfiniBand HDR 200Gb/s アクティブ光ケーブルQSFP56 フォーム ファクタ内で電気から光へのシームレスな移行を実現します。設置は簡単な 3 段階のプロセスに従います。一方の端をスイッチ ポートに差し込み、軽量で柔軟なケーブルを垂直ケーブル マネージャーに通し、ターゲット サーバーまたはアダプターで終端します。リタイミング、信号の再駆動、構成の変更は必要ありません。ケーブルのアクティブな光は、オペレーティング システムおよびファブリック マネージャーに対して透過的であり、標準の 200 Gb/s リンクとして表示されます。

導入の主な考慮事項には、次の検証が含まれます。MFS1S00-H020V互換ハードウェア – このケーブルは、Quantum、SB7800 シリーズ、ConnectX-6 を含む、すべての NVIDIA Mellanox HDR InfiniBand スイッチおよびアダプターに適合します。複数のケーブル配線オプションを評価する建築家にとって、MFS1S00-H020V データシートこれは、AOC ジャケット内に埋め込まれた OM3 または OM4 ファイバー コア上で 20 メートルの最大伝送距離を記録しており、ほとんどの列内接続には十分です。調達計画を支援するため、予備的なMFS1S00-H020V 価格大手販売代理店の見積もりによると、ボリューム価格は 5 メートルを超える銅製 DAC の価格に近づき、同時に優れたシグナルインテグリティと設置人間工学を提供します。

結果と利点: 現実世界の展開における目に見える改善

を導入している組織は、NVIDIA Mellanox MFS1S00-H020Vラック間リンクでは、次の 4 つの測定可能な改善が報告されています。

• ケーブルの重量と密度:AOC は、同等の長さの 200Gb/s 銅線 DAC と比較して、ケーブル重量を 70% 以上削減します。一般的な 10 メートルの AOC の重量は約 200 グラムですが、銅の場合は約 700 グラムであるため、ケーブル トレイでのより高密度の梱包が可能になります。
• エアフローと熱性能:曲げ半径が小さくなり（銅線の場合は 50mm に対して 30mm）、断面積が小さくなったことで、ケーブル管理アームを通る前面から背面へのエアフローが改善され、ファンの速度が低下し、高密度のラックでは冷却電力が推定 8 ～ 12% 削減されます。
• 信号の完全性と再送信:光伝送により、クロストークやEMIの影響が排除されます。長時間のストレス テストでは、15 メートルのリンク全体でビット エラー訂正がゼロであることが示されましたが、同じ長さの銅製 DAC では、重負荷下ではまれではありますが、ゼロ以外の FEC 訂正イベントが発生しました。
• 導入とメンテナンスの速度:軽量で柔軟な設計により、1 人の技術者が銅線同等の場合に必要な半分の時間で完全なラック間ケーブル配線セットを完了でき、ケーブルの張力による損傷のリスクが低くなります。

技術仕様の概要

電気的および機械的許容差を確認したい建築家にとって、完全なMFS1S00-H020Vの仕様このドキュメントは、NVIDIA のサポート ポータルから入手できます。この仕様には、InfiniBand HDR タイミング要件を満たす送信機の光パワー バジェット、受信機の感度、および遅延の数値 (通常 100ns 未満) が詳しく記載されています。

概要と展望: 短距離 200G 相互接続の新しいベースライン

のMFS1S00-H020V 200G QSFP56 AOC ケーブル ソリューションは、距離が 5 メートルを超える場合、またはケーブル管理密度が制約となる場合のラックツーラック InfiniBand HDR 導入の実用的なベースラインとしての地位を確立しています。個別の光トランシーバーとパッチ ケーブルとは異なり、AOC の密閉された工場終端設計により、洗浄や汚染のリスクが排除され、現場での故障率が減少します。データセンターの電力密度が上昇し続けるにつれて、AOC のエアフローと重量の利点により、より広範な採用が促進されるでしょう。フリートのアップグレードを評価する IT 管理者は、次の点を確認する必要があります。MFS1S00-H020V 販売用認定 NVIDIA Mellanox パートナーを通じてリストされます。予算を立てるときは、次のことに注意してください。MFS1S00-H020V 価格5 メートルを超えると銅製 DAC よりも若干のプレミアムが発生しますが、冷却の削減、導入の迅速化、故障率の低下などの総所有コストは、アクティブ光アプローチに有利です。

将来的には、MFS1S00-H020V で使用されているのと同じ光学エンジン テクノロジーが 400Gb/s および 800Gb/s 世代に拡張される予定です。ただし、今日の InfiniBand HDR ファブリックの場合、NVIDIA Mellanox MFS1S00-H020Vシンプルで信頼性の高い、高性能のラック間ケーブル接続のリファレンス設計のままです。