Technische Lösung: Aktives optisches Kabel Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S00-H020V

Dieses technische Whitepaper richtet sich an Netzwerkarchitekten, Pre-Sales-Ingenieure und Betriebsleiter.Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S00-H020Vaktive optische Kabel (AOC) in Rechenzentrumsumgebungen, in denen Rack-to-Rack-Verbindungen mit kurzer Entfernung und hoher Bandbreite von entscheidender Bedeutung sind und in denen die Kabelvereinfachung die Betriebseffizienz steigert.

Moderne KI-Ausbildungscluster und Hochleistungsrecheninfrastrukturen (HPC) nutzen zunehmend InfiniBand-HDR-Textilien mit 200 Gb/s, um die Arbeitszeit zu verkürzen.In typischen Top-of-Rack (ToR) und Spine-Leaf-Designs, erfordern Verbindungen zwischen benachbarten oder nahe gelegenen Racks häufig Kabelstrecken von 5 bis 15 Metern.Traditionelle passive Kupferkabel (DACs) mit direktem Anschluss stellen in diesen Entfernungen drei große Einschränkungen dar.: Verschlechterung der Signalintegrität über 5 Meter, übermäßiges Kabelgewicht und -steifigkeit, die den Luftstrom behindern, und begrenzter Biegeradius, der zu Installationsschwierigkeiten führt.Netzwerkarchitekten fordern immer wieder eine Lösung an, die die native Leistung von 200 Gb/s gewährleistet, beseitigt EMI-Bedenken und vereinfacht das Kabelmanagement, ohne die Komplexität des Transceivers zu erhöhen.MFS1S00-H020V 200G QSFP56 AOC-KabelDiese Anforderungen werden direkt erfüllt, indem eine optische Signalintegrität in einem versiegelten, plug-and-play QSFP56-Formfaktor gewährleistet wird.

Die Referenzarchitektur verwendet eine zweistufige Spine-Leaf-Topologie mit NVIDIA Quantum HDR InfiniBand-Switches auf beiden Ebenen.Rechenregale enthalten ConnectX-6 HDR-Adapter, die über kurze Kupfer-DACs (unter 3 Metern) an ihre jeweiligen Blattschalter angeschlossen sindFür die Verbindung zwischen Blattträgern und Rückenrägern oder zwischen benachbarten Blattträgern in einer größeren Kapsel wird in der Konstruktion festgelegt:MFS1S00-H020V InfiniBand HDR 200Gb/s aktives optisches KabelDie optische Natur der Verbindung ermöglicht es, vertikale Kabelmanager dichter zu besetzen.Da einzelne AOCs eine 3.0 mm Außendurchmesser und 30 mm Biegeradius. Die Unternetzmanager entdecken diese Kabel identisch mit DACs, ohne dass eine Stoffrekonfiguration erforderlich ist.Für Anwendungen, bei denen längere Spannweiten oder Faserplatten erforderlich sind, diskrete optische Transceiver bleiben eine Option, aber die versiegelte AOC wird für feste Rack-to-Rack-Verbindungen bevorzugt, um Kontamination und Handhabungsfehler zu minimieren.

Im Rahmen der vorgeschlagenen ArchitekturNVIDIA Mellanox MFS1S00-H020Vist die physikalische Schicht für alle Rack-to-Rack 200G InfiniBand HDR-Verbindungen.

• Elektrische Transparenz und Nullkonfiguration:Das Kabel enthält aktive optische Motoren, die elektrische Signale in Licht und zurück umwandeln, aber aus der Sicht des Host-Switches oder Adapters verhält sich die Verbindung identisch mit einem Kupfer-DAC.Längen- und Kapazitätsberichte über EEPROM-speicherte Kabelsignaturen, so dass automatisches Lenktraining ohne manuelle Abstimmung möglich ist.
• Deterministische Latenzzeit und Bitfehlerrate:Für dieDatenblatt MFS1S00-H020V, führt das Kabel eine Latenzzeit von unter 100 ns ein und erreicht eine Bitfehlerrate (BER) von 1*10−15 oder besser, was den strengen Zuverlässigkeitsanforderungen von InfiniBand HDR für einen verlustfreien Stoffbetrieb entspricht.
• Mechanische und thermische Ko-Konstruktion:Die 20-Meter-Anlage wiegt ca. 400 Gramm, was die Belastung der Anschlüsse reduziert.Verringerung der Kühlventilatorgeschwindigkeiten in dichten Konfigurationen.

Für Architekten, die die Kompatibilität bewerten, ist dieMFS1S00-H020V kompatibelDie Liste umfasst alle NVIDIA Mellanox Quantum HDR-Serien-Switches (QM8700, QM8790) und ConnectX-6 HDR-Adapter.Obwohl das Kabel für NVIDIA Mellanox Ökosysteme optimiert ist.

Der Einsatz erfolgt in drei Phasen:

Phase 1 physische Anlage:Messen Sie die Entfernungen zwischen Rücken- und Blattträgern, so dass 1 ̊2 Meter Leistungsschleife möglich sind.MFS1S00-H020V 200G QSFP56 AOC-KabelDer Mindestbiegungsradius von 30 mm sollte beachtet werden, obwohl die Flexibilität des Kabels das Risiko bei der Routing verringert.

Stufe 2 Anschließen Sie jedes AOC an einen QSFP56-Anschluss auf dem Spine-Switch und dem entsprechenden Leaf-Switch.Ausführen von `ibdiagnet` zur Überprüfung der Link-Gesundheit und SymbolfehlerzählerTypische Konfigurationen verwenden 1:1 Überschrift zwischen Leaf- und Spine-Ports, obwohl der AOC jede gültige HDR-Signalrate (200G, 100G, 50G mit Verknüpfungsbreitenverhandlung) unterstützt.

Phase 3  Erweiterungsplanung:Wenn zusätzliche Rechenregale hinzugefügt werden, erweitern Sie die Rückenlag mit verfügbaren Ports.Die konstante 20-Meter-Reichweite des MFS1S00-H020V deckt die meisten Ausbauszenarien ab, ohne dass verschiedene Kabel-SKU erforderlich sindFür größere Kapseln sollten maximal zwei AOCs in einem beliebigen End-to-End-Pfad (Leaf-Spine-Leaf) aufrechterhalten werden, um die Latenzzeit unter 200 ns zu halten.

Betriebsführung derMFS1S00-H020VNutzt die Standard-InfiniBand-Diagnosetools:

• Link Gesundheitsüberwachung:Verwenden Sie `iblinkinfo` zur Überprüfung des Hafenzustands und `perfquery` zur Überwachung der Symbolfehlerzähler.Dauerhafte Symbolfehler deuten auf Probleme der physikalischen Schicht hin..
• Wärme- und Umweltüberwachung:Das Kabel arbeitet bei einer Temperatur von 0°C bis 70°C. In dichten Rahmenräumen ist die Einlasstemperatur zu überwachen.5 W pro Ende) reduziert die Hotspot-Bildung im Vergleich zu aktiven optischen Transceivern.
• Firmware und Kabel EEPROM:Verwenden Sie `flint` (Mellanox Firmware Tools), um EEPROM-Daten des Kabels zu lesen, wobei die Teilnummer, die Seriennummer und die Länge bestätigt werden.Die Validierung des EEPROM-Inhalts hilft bei der Bestandsverwaltung und der Feststellung von Fälschungen.
• Fehlerbehebung häufiger Probleme:Wenn eine Verbindung nicht trainiert wird, werden zuerst beide Enden neu gesetzt NVIDIA Mellanox MFS1S00-H020VFür eine dauerhafte Verknüpfungsverschiebung prüfen Sie die Konfiguration des Schalterports; die AOC benötigt keine speziellen Einstellungen, muss aber mit HDR-fähigen Ports gekoppelt werden.

Für die Kapazitätsplanung verweisen Sie aufSpezifikationen für MFS1S00-H020VDokument, das die optischen Leistungsbudgets und Empfängerempfindlichkeitskurven liefert.Diese Spezifikationen helfen bei der Bestimmung der Marge, wenn das Kabel durch mittlere Kabelverwaltungsmerkmale führt, die einen geringfügigen Signalverlust verursachen können.

DieMFS1S00-H020V 200G QSFP56 AOC-Kabellösungbietet einen überzeugenden Mehrwert für InfiniBand-HDR-Verbindungen zwischen 5 und 20 Metern. Im Vergleich zu passiven Kupfer-DACs beseitigt es die Risiken für die Signalintegrität,verringert das Kabelgewicht um mehr als 70%Im Vergleich zu diskreten Transceiver-plus-Faser-Lösungen vereinfacht es die Beschaffung (ein einzelnes SKU), reduziert die Installationsschritte,und beseitigt die Gefahren von Feldreinigung und KontaminationFür die Betriebsteams bedeutet die nahtlose elektrische Transparenz des Kabels keine neuen Management-Arbeitsabläufe.Datenblatt MFS1S00-H020VDie Entwicklung vonMFS1S00-H020V Preisist über Kupfer-DACs in kurzen Entfernungen, die Gesamtbetriebskosten einschließlich reduzierter Kühlanforderungen, schnellerer Einsatzarbeit,und niedrigere Ausfallraten rechtfertigt die Investition in die aktive optische Technologie.Organisationen, die HDR-Tücher einsetzen oder erweitern möchten, sollten dieNVIDIA Mellanox MFS1S00-H020VUm die aktuelle Verfügbarkeit und die Volumenpreise zu überprüfen, konsultieren Sie autorisierte Händler bezüglichMFS1S00-H020V zum VerkaufStatus.