A mesterséges intelligencia (AI) forradalma és a felhőalapú számítástechnika folyamatos térhódításának hátterében a modern adatközpontok minden eddiginél több szervert, GPU-t, nagy teljesítményű kapcsolót{0}} és tárolófürtöt tartalmaznak. Ezzel egyidejűleg a hálózati gerinchálózatok gyorsan áttérnek 400 Gb és 800 Gb sebességre, hogy támogassák a nagy teljesítményű számítástechnikai (HPC) intenzív igényeket. Ez a hatalmas hardverhullám extrém nagy-sűrűségű berendezések telepítéséhez vezetett, ami megnövelte a rack teljesítménysűrűségét és igényes fejlett hűtési megoldásokat igényel.
Lényeges, hogy ez az architektúra exponenciális robbanásszerű növekedést váltott ki a szálak számában. A kutatások azt mutatjákAz AI-alapú alkalmazások körülbelül négyszer több üvegszálas kábelezést igényelneka hagyományos, általános{0}}adatközponti alkalmazásokhoz képest. Ennek az ultra-nagy sűrűségű-sűrűségű, összetett infrastruktúra szűk helyeken belüli kezelése kritikus szűk keresztmetszetté válik a hálózati rendszergazdák számára.
1. ábra: Nagy-sűrűségű száloptikai kábelezés és strukturált kábelkezelés a termelési adatközponti rackben.
Hogy lépést tartsanak ezzel a pályával, a hiperskálázók hatalmas új létesítményeket építenek, amelyek némelyike meghaladja az egymillió négyzetmétert. Eközben a meglévő örökölt adatközpontok komoly helykorlátokkal szembesülnek. Még ha képesek is skálázni a megnövekedett teljesítmény- és hőterhelés kezelésére, teljes mértékben ki kell használniuk meglévő fizikai lábnyomukat további hálózati hardverek elhelyezésére.
Míg a virtualizáció, a nagy{0}}sűrűségű vonalkártyák és a fejlett hűtési elrendezések segítenek, a hozzáértő operátorok jelentős ingatlanmegtakarítást fedeznek fel azáltal, hogy optimalizáljáknagy-sűrűségű száloptikai kábelezésrendszerek. Íme 3 bevált módszer a maximális sűrűség elérésére.
1. Alkalmazza a Fibre Port Breakout technológiát
A Port Breakout technológia az egyik leghatékonyabb szerkezeti stratégia a helyoptimalizáláshoz az adatközponti szálkezelésben. Úgy működik, hogy egyetlen nagy{1}}sebességű kapcsolóportot (pl. 400 Gb vagy 800 Gb) konfigurál, hogy több kisebb-sebességű csatornára (pl. 25 Gb, 50 Gb vagy 100 Gb) legyen felosztva, amelyek közvetlenül az egyes szerverekhez vagy downstream switchekhez vezetnek. Ez jelentősen csökkenti a kapcsolóvázak teljes számát, értékes rack-egységeket (RU-kat) takarít meg, csökkenti a rezsiköltséget, és zsugorodik a kábelek tömege.
Strukturális portkitörési konfigurációk használata:
Egy 8 szálas MTP/MPO interfész, amely 100 Gb, 200 Gb vagy 400 Gb sebességgel fut, négy különálló 25 Gb, 50 Gb vagy 100 Gb kapcsolatra bontható.
Egy 16 szálas MTP/MPO interfész, amely 800 Gb összesített sebességgel fut, nyolc 100 Gb-os vagy két 400 Gb-os kapcsolatra osztható.
2. ábra: Egyedi MPO-16 kiszakítókábel-szerelvény, amely 8 különálló duplex LC csatlakozóra vált át.
Vegyünk egy valós{0}}méretezési forgatókönyvet, amely 500 szervert foglal magában, amelyek mindegyikéhez külön 100 Gb-os kapcsolat szükséges. Port Breakout technológia nélkül a régi elrendezéshez 500 különálló 100 Gb-os kapcsolóportra van szükség. Ez nagyjából 8 vállalati kapcsolót igényel, és 16 RU prémium rack-területet igényel, valamint az 500 különálló optikai patch kábel elvezetésének logisztikai rémálma.
A port Breakout technológiára való átállással egyetlen 64 portos 800 GB-os switch tisztán támogatja mind az 500 szervert, miközben elfoglalja.csak 2 RUa tér. A technikusoknak mindössze 63 nagy-sűrűségű szálkiszakítókábel-szerelvényt kell elvezetniük és kezelniük a teljes telepítés befejezéséhez.
Kitörési kábelek telepítési topológiái:
Közvetlen kapcsolat (Pont{0}}to-Point):A kitörő kábelszerelvények mindkét végén közvetlenül csatlakoznak az aktív hardveres adó-vevőhöz. Ez a megközelítés rendkívül hatékony az egyetlen rack-házon belüli, vagy a szomszédos rack-ek közötti, -általános AI-fürtökben a GPU-–-GPU-összeköttetésekhez használt rövid távolságú foltok esetén. Hosszabb fesztáv esetén azonban a közvetlen csatlakoztatási módszerek kábeltorlódást okozhatnak, és rendkívül munkaigényessé teszik a szerkezeti változtatásokat.
Strukturált kábelezés:Ideális hosszú távú{0}}választás a létesítmények közötti-vagy inter-rack kommunikációhoz. A kitörési vonalak az aktív berendezések adó-vevőitől futnak, és dedikált MTP/MPO adapterpanelekben végződnek. Noha ez egy patch panelt vezet be a hivatkozásba, rendkívül méretezhető, szépen szervezett és könnyen karbantartható összekapcsolási architektúrát eredményez.
2. Átállás a Very Small Form Factor (VSFF) csatlakozókra
A hagyományos több{0}}szálas formájú tényezők, mint például a szabványos duplex LC és a régi MTP/MPO csatlakozók szerkezeti lábnyomuk miatt fizikai hardverkorlátokat írnak elő. Ha túl akar lépni ezeken a határokon, a következő-generációVery Small Form Factor (VSFF) csatlakozókforradalmasítják a nagy{0}}sűrűségű száloptikai kábelezést. Ezek az ultra-miniatűr változatok-beleértve a duplexet isSNésMDCcsatlakozók mellett többszálas{0}}SN-MTésMMCaz alternatívák-akár háromszor nagyobb fizikai sűrűséget biztosítanak, mint hagyományos társaik.
3. ábra: Egy szabványos LC Duplex csatlakozó geometriai fizikai méretének összehasonlítása az ultra-kis SN és MDC VSFF opciókkal.
A perspektíva szempontjából a nagy-sűrűségű, 16 szálas MMC-adapterekkel ellátott szabványos 1U-os javítópanel akár 216 különálló portot is kényelmesen fogadhat. A régi, 16 szálas MTP/MPO hardver használatával pontosan ugyanaz a panelterület, amely mindössze 80 portot tesz ki.
A csatlakozási kapacitásban ez a fenomenális ugrás a VSFF-szerelvényeket a nagy{0}}sűrűségű kapcsolók és a következő-generációs mesterségesintelligencia-szerverek aranyszabványává teszi. Ezenkívül a miniatűr méretük ellenére a prémium VSFF-komponensek beépített push{3}}húzófülekkel rendelkeznek, amelyek lehetővé teszik a mérnökök számára az egyes csatornák zökkenőmentes csatlakoztatását és leválasztását, még akkor is, ha szorosan egymás mellett lévő sorok százai veszik körül őket.
4. ábra: Vizuális sűrűség-összehasonlítás, amely 1152 szálvégződést mutat be 1RU-ban MPO-16 adapterek és MMC-16 adapterek használatával.
Ha a VSFF-kapcsolat stratégiailag illeszkedik a port-kitörési technológiához, akkor helymegtakarítás érhető el. A 4x100 Gb-os kitörési térképeknél az egyik végén egy fő MTP/MPO csatlakozóval kialakított kábelköteg, amely négy duplex VSFF-vonalra (például MDC) van szétosztva, minimalizálja a szerverpanel zűrzavarát.
8
A nagyobb igénybevételt jelentő 2x400 Gb-os beállításokhoz egy MMC-16-28{8}}szálas MTP/MPO kiszakítókábel tökéletes választás. Ez a speciális konfiguráció lehetővé teszi a nagy-sűrűségű, 72 portos kapcsoló számára, hogy zökkenőmentesen kapcsolódjon a 144 400Gb-portokhoz, így páratlan strukturált kábelezési megoldást hoz létre a magas szintű AI-hálózatokon belüli masszív GPU-fürtözéshez.
3. Vezessen be innovatív, nagy-sűrűségű javítási megoldásokat
Míg a pont{0}}pont-kitörések és a VSFF-konfigurációk tisztán oldják meg a rövid-távolságú jumper-futtatásokat, a legtöbb adatközpont továbbra is inkább strukturált kábelezést használ a kapcsolókon keresztül-a-szerverhálózatok közötti váltáshoz-a-a rugalmasság és a kezelhetőség megőrzése érdekében. Ez különösen igaz a hosszabb átviteli vonalakra, amelyek a középső-sor-középső (MoR) vagy az{10}}sorvége (EoR) topológiákon ívelnek át.
Ezek a beállítások közbenső patch paneleket használnak az interconnect vagy cross{0}}rack-ekben, lehetővé téve a technikusok számára az egyszerű újrakonfigurálást, a vonaltesztelést és a gyorskapcsolat-kiépítést üvegszálas patch kábeleken keresztül anélkül, hogy kockáztatnák az aktív eszköz leállási idejét.
Annak elkerülése érdekében, hogy túl sok rack-ingatlant szenteljenek a kereszt{0}}csatlakozásoknak, cserélje ki a széles, lapos régebbi kazettás burkolatokat moduláris, helytakarékos{1}}akranégyzetszálas kazetták. A moduláris négyzetkazettás konfigurációkat futtató, nagy-sűrűségű szálpatch panelek akár 96 LC Duplex adaptert is elhelyezhetnek (192 szálvégződéssel) egy szigorú 1U-os burkolaton belül. A szabványos vízszintes-szalagkazettás patch panelhez képest, amely általában maximum 72 LC Duplex csatlakozót (144 szál) tesz ki, ez az egyszerű fizikai formátumú frissítés azonnali33%-os növekedés a foltsűrűségben.
6. ábra: Szerkezeti kapacitásbővítés a hagyományos lapos 12{2}}szálas kazettákról a nagy sűrűségű, négyzet alakú, 16 szálas kazettákra való átállással az 1RU térben.
A szinergia: Mindhárom technológia ötvözése a maximális helymegtakarítás érdekében
Az adatközpontok helyszűke feletti végső építészeti győzelem akkor következik be, ha mindhárom módszert egyetlen, összefüggő keretbe egyesítjük:Port Breakouts + VSFF komponensek + Square Cassette Patch Panels.
A fejlett négyzet alakú kazetták geometriai elrendezése natívan lehetővé teszi ultra{0}}miniatűr VSFF-adapterek, például duplex MDC vagy több{1}}szálas MMC fogadását. Ez a konvergencia azt jelenti, hogy egy jól megtervezett 1U patch panel a következőket képes befogadni:
Akár192 Duplex VSFF port(384 aktív rost termelése)
Akár192 8-szálas vagy 16 szálas MMC-portok(elképesztő 1536 szálat eredményez)
Akár192 16-szálas MMC-portoktiszta-sűrűség-eloszlásra konfigurálva (a csúcs eléri a 3072 szálat RU-nként)
Ezek a hiper{0}}sűrű konfigurációk lehetővé teszik az infrastrukturális csapatok számára, hogy szisztematikusan kiépítsék a nagy{1}}sebességű switch-interfészeket több ezer elosztott 100 Gb-os vagy 400 Gb-os feldolgozási útvonalra. Ez biztosítja a mesterséges intelligencia és felhőkörnyezetekhez szükséges hatalmas sávszélességet, miközben értékes négyzetmétereket nyer vissza az adatközpont padlóján.
7. ábra: Teljes szerkezeti vázlat, amely egy 800 Gb/s-os kapcsolót mutat be, amely négyzet alakú 16 portos kazettákon és VSFF kitörési ugróvonalakon keresztül kapcsolódik a 100 Gb/s-os szerverbankhoz.
Gyakran Ismételt Kérdések (GYIK)
Miért van szükség a mesterséges intelligencia hardverére több optikai kábelezésre, mint a hagyományos szervereknek?
Az AI és a Machine Learning alkalmazások hatalmas GPU-fürtökön alapulnak, amelyeknek egyszerre hatalmas adatkészleteket kell feldolgozniuk és szinkronizálniuk. A nagy-teljesítményű számítástechnikai (HPC) munkaterhelések során fellépő sávszélesség szűk keresztmetszetek elkerülése érdekében ezek az architektúrák ultra-gyors 400G/800G szöveteket és speciális fürtözési topológiákat igényelnek. Ez a következő-generációs infrastruktúra akár négyszer több üvegszálas kábelezési útvonalat igényel, mint a szabványos, általános-célú vállalati adatközpontok.
Mi az az üvegszálas port kitörési technológia, és hogyan takarít meg fizikai adatközponti helyet?
A Port Breakout technológia egyetlen nagy{0}}sebességű kapcsolóportot (például 800 Gb-os interfészt) több kisebb-sebességű csatornára (például nyolc 100 Gb-os csatlakozásra) oszt fel speciális ventilátor- vagy kiszakítókábel-szerelvények segítségével. Az útvonalak konszolidálásával egyetlen nagy -sűrűségű kapcsoló több száz szervert támogathat, drasztikusan csökkentve a fizikai kapcsolóházak számát, és akár 16 RU-ról mindössze 2 RU-ra csökkentve a szükséges rack-lábnyomot.
Hogyan javítják a Very Small Form Factor (VSFF) csatlakozók az állványsűrűséget?
A VSFF-csatlakozókat-, például a duplex MDC-t és az SN-t vagy a több-szálas MMC-t- úgy tervezték, hogy akár háromszor kisebbek legyenek, mint a hagyományos duplex LC vagy az örökölt MTP/MPO formátumtényezők. Például egy 1U-os javítópanel 16 szálas MMC-adapterekre való átállítása lehetővé teszi, hogy akár 216 portot is támogasson, szemben a szabványos MTP/MPO-csatlakozók használatakor mindössze 80 porttal, ami megháromszorozza a sűrűséget ugyanazon az 1U-os háztérben.
Milyen előnyökkel jár a négyzet alakú kazettás kialakítás a fiber patch panelekben?
A hagyományos fiber patch panelek széles, lapos vízszintes kazettákat használnak, amelyek korlátozzák a fizikai kapacitást. A moduláris négyzetszálas kazettás kialakítás lehetővé teszi a panel számára a portok hatékonyabb elosztását, és akár 96 LC Duplex csatlakozót (192 szál) is becsomagolhat egy szigorú 1U területre. Ez a kisebb mechanikai váltás azonnali, 33%-os kapacitásnövekedést eredményez a régi 72 portos kialakításokhoz képest.
Használhatók a kiszakítókábelek nagy távolságú{0}}adatközponti kapcsolatokhoz?
Míg a kiszakítókábelek közvetlenül csatlakoztathatják az aktív hardveres adó-vevőket (Pont{0}}to-Point) rövid távolságra a rack belsejében, hosszú távon történő használatuk súlyos kábeltorlódáshoz vezethet. Hosszabb-állványtávolságok vagy a-sor középső-sorának (MoR)/-végének-sorának (EoR) topológiái esetén erősen ajánlott a kitörési összeállításokat egy strukturált kábelrendszeren keresztül futtatni, amely nagy-sűrűségű patch paneleket tartalmaz a rugalmasság és a tiszta kábelkezelés megőrzése érdekében.
Kapcsolódó nagy{0}}sűrűségű hardvermegoldások
Ha a mesterséges intelligencia adatközpontját frissíti, hogy támogassa a 400G/800G infrastruktúrát, böngésszen a Spring Optical szolgáltatói minőségű, ebben a cikkben bemutatott termékei között:
MDC száloptikai patch kábel– Ultra-nagy sűrűségű- VSFF patch kábelek, amelyeket a következő-generációs adó-vevőkhöz és nagy-sűrűségű patch-ekhez terveztek.
SN Fiber Optic Patch kábel– Következő-generációs duplex VSFF patch kábelek, amelyeket nagy-sűrűségű adatközponti architektúrákhoz terveztek.
CS Fiber Patch kábel– Miniatürizált duplex csatlakozók nagy-sűrűségű QSFP-DD/OSFP konfigurációkhoz optimalizálva.
MPO Breakout kábelszerelvények– Prémium minőségű 8 szálas és 16 szálas fanout kábelek hatékony portkitörési alkalmazásokhoz.
Nagy{0}}sűrűségű MPO-patch panelek– Helytakarékos -moduláris patch panelek, amelyek innovatív négyzetkazettás kialakítást alkalmaznak az RU lábnyomának maximalizálása érdekében.
Lépjen kapcsolatba üvegszálas infrastruktúra-szakértőinkkel még maEgyedi árajánlatműszaki specifikációkhoz, egyedi hosszúságokhoz vagy tömeges nagykereskedelmi árakhoz.
