Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S00-H020V AOC Aktives optisches Kabel in der Praxis

Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S00-H020V AOC Active Optical Cable in der Praxis | Kurzstrecken-Hochgeschwindigkeits-Inter-Rack-Verbindung und Vereinfachung der Verkabelung

Hintergrund und Herausforderungen

In einem typischen High-Performance-Computing- oder KI-Trainingscluster sind die Compute-Knoten dicht in Racks gepackt, und Leaf-Switches befinden sich nur ein oder zwei Racks von den von ihnen bedienten Servern entfernt. Diese Kurzstreckenverbindungen sind zahlreich, repetitiv und unnachgiebig: Jede Verbindung muss 200 Gbit/s mit geringer Latenz aufrechterhalten, und jeder zusätzliche Stecker, jedes zusätzliche Modul und jede zusätzliche Glasfaserleitung erhöht die Kosten, den Lagerbestand und die Fehleranfälligkeit.

In einem repräsentativen Bereitstellungsszenario stand ein Netzwerkteam, das ein InfiniBand HDR-Fabric betrieb, genau vor diesem Problem. Die Entfernungen zwischen den Racks reichten von 5 bis 20 Metern, ein Bereich, in dem passive Kupferkabel mit Signalintegrität und Kabelvolumen zu kämpfen hatten, während diskrete optische Module plus separate Glasfaserbaugruppen die Anzahl der zu lagernden und zu verbindenden Teile verdoppelten. Das Kabelmanagement in dichten Racks wurde schwierig, der Luftstrom wurde beeinträchtigt und die Installationszeit pro Verbindung war weitaus höher als vom Team gewünscht. Architekten begannen nach einer werkseitig konfektionierten Plug-and-Play-Alternative zu suchen, die in großem Maßstab eingesetzt werden konnte, ohne die 200G-Leistung zu beeinträchtigen.

Lösungs- und Bereitstellungsansatz

Das Team standardisierte auf das Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S00-H020V, ein AOC-Aktiv-Glasfaserkabel, das die optische Engine direkt in eine einzige werkseitig konfektionierte Baugruppe integriert. Mit einem QSFP56-Anschluss an jedem Ende und einer Reichweite von 20 Metern deckt das MFS1S00-H020V 200G QSFP56 AOC-Kabel die gesamte Bandbreite der Inter-Rack-Verbindungen in dieser Umgebung ab, ohne dass separate Optiken oder Patchpanels erforderlich sind.

Da die Baugruppe vorkonfektioniert und getestet geliefert wird, folgte die Bereitstellung einem einfachen Muster: ein Ende an den Server-NIC- oder GPU-Knotenport anschließen, das andere an den Leaf-Switch-Port anschließen und den Verbindungsstatus überprüfen. Kein Modulstecken, keine Glasfaserreinigung und keine Steckerpaarung waren im Rack erforderlich. Zur Validierung überprüften die Ingenieure die Spezifikationen des MFS1S00-H020V und das Datenblatt des MFS1S00-H020V, um das optische Budget und die Umwelttoleranzen zu bestätigen, und überprüften die mit dem MFS1S00-H020V kompatiblen Porttypen gegen die vorhandenen NVIDIA Mellanox Switch-Linecards, bevor sie in Batches ausgerollt wurden.

• Standardisierte 20-Meter-Länge zur Abdeckung aller Inter-Rack-Spannen in den Zielreihen
• Einzelbaugruppendesign zur Reduzierung der Teilenummern und des Ersatzteilbestands
• Batch-Rollout nach Reihe, mit Verbindungsprüfung nach Verkabelung jedes Racks
• Als MFS1S00-H020V InfiniBand HDR 200 Gbit/s aktives Glasfaserkabel, eingesetzt an HDR-Fabric-Ports und gleichzeitig nutzbar für 200G-Ethernet-Verbindungen, wo erforderlich

Ergebnisse und Vorteile

Der unmittelbarste Gewinn war die Vereinfachung der Verkabelung. Der Ersatz von Modul-plus-Glasfaser-Kombinationen durch eine einzige MFS1S00-H020V 200G QSFP56 AOC-Kabel-Lösung reduzierte die Anzahl der Komponenten pro Verbindung und verkürzte die Zeit für das Stecken und Beschriften von Verbindungen. Dünnere, flexiblere Kabelverläufe verbesserten den Luftstrom und erleichterten die Wartung auf Rack-Ebene, da Techniker eine Verbindung verfolgen und ersetzen konnten, ohne die umliegende Verkabelung demontieren zu müssen.

Betrieblich meldete das Team während der Inbetriebnahme weniger Probleme auf Verbindungsebene, hauptsächlich weil der optische Pfad im Werk terminiert und getestet wurde und nicht vor Ort montiert wurde. Die Signalintegrität über den Bereich von 5 bis 20 Metern war konstant, und die 200 Gbit/s HDR-Verbindungen kamen im gesamten Fabric vorhersehbar zustande. Auch das Ersatzteilmanagement verbesserte sich: Eine einzige SKU deckte die gesamte Bandbreite der Inter-Rack-Verbindungen ab, was die Beschaffung vereinfachte und das Risiko von inkompatiblen Teilen bei Reparaturen verringerte.

Für Planungszwecke stellte das Team fest, dass der Preis des MFS1S00-H020V und die Verfügbarkeit des MFS1S00-H020V zum Verkauf mit autorisierten Handelspartnern bestätigt werden sollten und dass zukünftige Erweiterungen die gleiche standardisierte Kabellänge beibehalten würden, um die Stückliste einfach zu halten. Detaillierte optische und mechanische Parameter bleiben im Datenblatt des MFS1S00-H020V für Designüberprüfungen dokumentiert.

Zusammenfassung und Ausblick

Die Bereitstellung zeigt, wo das Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S00-H020V am besten geeignet ist: dichte Inter-Rack-Verbindungen im Bereich von 5 bis 20 Metern, bei denen 200 Gbit/s Bandbreite, vorhersehbare Signalintegrität und reduzierte Verkabelungskomplexität gleichzeitig wichtig sind. Durch die Konsolidierung von Optik und Kabel in einer Baugruppe verwandelt es eine repetitive, fehleranfällige Verkabelungsaufgabe in einen wiederholbaren, standardisierten Schritt. Da InfiniBand HDR und 200G-Ethernet-Fabrics weiter skalieren, wird diese Art von Plug-and-Play-Aktiv-Glasfaserverbindung wahrscheinlich ein praktischer Standard für Kurzstreckenverbindungen bleiben.