Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S50-H010E AOC 액티브 광케이블 기술 솔루션

Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S50-H010E AOC 액티브 광 케이블 기술 솔루션 | 단거리 고속 랙간 상호 연결 및 케이블링 간소화

프로젝트 배경 및 요구사항 분석

데이터 센터 및 AI 클러스터의 단계적 구축 시, 스위치 측은 종종 200Gb/s QSFP56 포트로 먼저 업그레이드되는 반면, 서버 및 스토리지 노드는 주로 100Gb/s QSFP56 포트에 머물러 있습니다. 이러한 세대 차이는 단거리 랙간 상호 연결 계층에서 가장 두드러지게 나타납니다. 200G 포트가 단일 100G 노드에 연결되면, 전체 노드 교체를 기다리는 동안 대역폭의 절반이 유휴 상태로 남게 되어 클러스터 확장이 지연됩니다.

일반적인 해결책은 개별 브레이크아웃 광학 장치와 광섬유 패치 코드를 사용하는 것이지만, 비용이 상당합니다. 각 연결에는 여러 부품을 결합, 재고 관리 및 청소해야 하며, 브레이크아웃 다리는 취약하여 인접 유지보수 중에 쉽게 방해받습니다. 또한 추가 케이블 용량은 이미 밀집된 랙의 공기 흐름과 경쟁합니다. 패시브 구리 브레이크아웃 어셈블리는 광학 장치를 피하지만, 스팬이 10미터에 가까워지면 부피가 커지고 신호 무결성이 저하됩니다.

따라서 이 계층에 대한 설계 요구사항은 다음과 같습니다. 단일 200Gb/s QSFP56 포트를 두 개의 100Gb/s QSFP56 연결로 분할하고, 약 3~10미터의 랙간 스팬을 커버하며, 링크당 구성 요소 수를 최소화하고, 밀집된 랙에서 설치 및 유지보수의 단순성을 유지해야 합니다. Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S50-H010E는 이러한 요구사항을 충족하는 참조 빌딩 블록으로 선택되었습니다.

전체 네트워크 및 시스템 아키텍처 설계

참조 아키텍처는 혼합 속도 상태의 2계층 리프-스파인 패브릭입니다. 스파인 스위치는 팟 간 연결을 처리하고, 리프 스위치는 노드를 향해 200G QSFP56 다운링크를 노출하며, 컴퓨팅 또는 스토리지 노드는 100G QSFP56으로 연결됩니다. 브레이크아웃 기능은 물리적 계층에 완전히 배치되므로, 논리적 패브릭 설계 및 IP 또는 InfiniBand 주소 지정 체계는 변경되지 않습니다.

이 계층의 설계 규칙은 의도적으로 균일하게 유지됩니다. 단일 10미터 길이가 모든 관련 랙간 스팬에 대해 표준화되어 길이 확산을 제거합니다. 각 200G 리프 다운링크는 정확히 두 개의 100G 엔드포인트에 매핑되며, 포트 매핑은 설치 전에 고정되어 모든 연결을 레이블링을 통해 추적할 수 있으며 물리적 검사가 필요 없습니다.

• 액세스 계층: 200G 리프 포트에서 두 개의 100G 노드로, MFS1S50-H010E 200G QSFP56 브레이크아웃 AOC 케이블에 표준화됨
• 집계 계층: 더 긴 도달 거리의 광학 장치를 사용한 리프-스파인 업링크, 이 솔루션의 범위를 벗어남
• 커넥터 구성: 하나의 200G QSFP56 엔드, 두 개의 100G QSFP56 엔드
• 구조화된 케이블링: 공기 흐름을 유지하기 위해 전원에서 분리된 데이터 경로를 갖춘 랙 상단 라우팅

Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S50-H010E의 역할 및 주요 특징

이 아키텍처에서 MFS1S50-H010E는 액세스 계층의 표준화된 물리적 브레이크아웃 링크 역할을 하여, 다중 부품 광학 장치 및 광섬유 작업을 단일 플러그 앤 플레이 연결로 변환합니다. 광학 엔진이 공장에서 어셈블리에 통합되어 있으므로, 브레이크아웃은 랙에 도달하기 전에 종료 및 테스트되어 현장 결합 단계와 이로 인한 오염 위험을 제거합니다.

MFS1S50-H010E 200Gb/s에서 2x100Gb/s QSFP56에서 2xQSFP56 어셈블리로서, 스위치 측에 단일 200Gb/s QSFP56 커넥터와 노드 측에 두 개의 100Gb/s QSFP56 커넥터를 제공하며, 10미터 도달 거리는 전체 랙간 설계 범위를 커버합니다. 액티브 광 구성은 해당 스팬에서 패시브 구리 브레이크아웃보다 신호 무결성을 더 안정적으로 유지하는 반면, 통합 설계는 유지보수 중에 브레이크아웃 다리를 관리 가능하게 유지합니다.

설계 검토 시, 설계자는 MFS1S50-H010E 사양 및 MFS1S50-H010E 데이터시트를 기준으로 포트 호환성, 광학 예산 및 굽힘 반경을 확인해야 하며, 자재 명세서에 대해 MFS1S50-H010E 호환 스위치 및 어댑터 모델을 검증해야 합니다. MFS1S50-H010E 가격 및 MFS1S50-H010E 판매 가능 여부와 같은 상업적 세부 사항은 공인 채널 파트너와 확인해야 합니다.

아래 표는 설계 범위가 표준화된 브레이크아웃 링크에 어떻게 매핑되는지를 요약합니다.

배포 및 확장 권장 사항

일반적인 토폴로지는 랙 단위로 진행됩니다. 각 랙 내에서, 랙 상단 리프 스위치가 먼저 설치되고, 노드 포트는 MFS1S50-H010E 200G QSFP56 브레이크아웃 AOC 케이블 솔루션을 사용하여 연결되며, 사전 합의된 포트 매핑을 따라 하나의 200G 다운링크가 동일한 두 개의 100G 엔드포인트에 일관되게 서비스를 제공합니다.

확장의 경우, 표준화된 10미터 SKU는 모든 새로운 혼합 속도 랙간 링크에 대해 기본값으로 유지되어, 자재 명세서를 안정적으로 유지하고 예비 부품 재고를 최소화합니다. 새로운 행이 10미터를 초과하는 경우, 해당 연결은 브레이크아웃 표준에 중간 길이를 도입하는 대신 더 긴 도달 거리의 광학 계층으로 라우팅되어야 합니다. 랙당 일괄 구매 및 사전 준비는 설치 시간을 단축하고 각 랙의 케이블링이 완료된 직후 링크 검증을 완료할 수 있도록 합니다.

• 설치 전에 랙당 1-대-2 포트 매핑을 수정하고 문서화하십시오.
• 액세스 계층 표준으로 10미터 브레이크아웃 SKU 하나를 유지하고, 더 긴 스팬은 에스컬레이션하십시오.
• 일괄 롤아웃 속도를 높이기 위해 랙당 어셈블리를 사전 준비하고 레이블을 지정하십시오.
• 프로젝트 종료 시가 아니라 각 랙이 완료된 후 두 브레이크아웃 다리를 모두 확인하십시오.

운영, 모니터링, 문제 해결 및 최적화

운영 측면에서, 주요 모니터링 신호는 200G 스위치 측과 각 100G 엔드포인트 측의 포트 상태 및 오류 카운터입니다. 케이블은 패브릭 관점에서 수동 관리 엔티티이기 때문입니다. 설치 후 기준 카운터를 설정하고, 성능 저하된 브레이크아웃이 워크로드 성능에 영향을 미치기 전에 식별되도록 편차 발생 시 경고하십시오. 하나의 어셈블리가 두 개의 100G 링크를 전달하므로, 단일 노드 문제와 어셈블리 수준의 결함을 구별하기 위해 각 다리별로 카운터를 검토해야 합니다.

문제 해결은 다리 수준 경로를 따라야 합니다. 영향을 받는 100G 포트의 포트 상태 및 오류 카운터를 확인하고, 해당 브레이크아웃 다리를 다시 연결한 다음, 전체 어셈블리를 알려진 양품 예비 부품으로 교체하여 결함이 케이블에 있는지 포트에 있는지 격리합니다. 교체는 별도의 모듈이나 광섬유 커넥터를 다룰 필요가 없는 한 단계 작업으로, 평균 수리 시간을 단축합니다.

최적화는 튜닝보다는 레이아웃 및 표준화에 중점을 둡니다. 공기 흐름을 유지하고, 브레이크아웃 다리의 굽힘 반경을 존중하며, 데이터 경로를 전원에서 분리하도록 어셈블리를 라우팅하십시오. 랙, 스위치 포트 및 노드 포트에 매핑된 완전한 링크 인벤토리를 유지하고, 오류 추세를 주기적으로 검토하여 재케이블링 또는 공기 흐름 조정이 필요할 수 있는 랙을 표시하십시오.

요약 및 가치 평가

Mellanox (NVIDIA Mellanox) MFS1S50-H010E는 혼합 속도 액세스 계층 문제에 대한 깔끔한 해결책을 제공합니다. 즉, 단일 200Gb/s 포트를 두 개의 100Gb/s 연결로 분할하고, 랙간 범위를 커버하는 10미터 도달 거리, 그리고 모듈 플러스 광섬유 조합을 대체하는 단일 공장 출하 시 종단 처리된 어셈블리입니다. 단일 브레이크아웃 SKU로 표준화하면 조달 및 예비 부품이 단순화되고, 플러그 앤 플레이 폼 팩터는 밀집된 랙에서 설치 단계와 유지보수 위험을 줄입니다.

설계자 및 사전 판매 엔지니어의 경우, 가치 사례는 세 가지 요점에 달려 있습니다. 단계적 업그레이드 중 더 높은 200G 포트 활용도, 실질적으로 단순화된 케이블링 및 자재 명세서, 그리고 더 빠르고 오류가 적은 설치 및 수리입니다. 상세 매개변수는 설계 검토 중에 MFS1S50-H010E 데이터시트 및 MFS1S50-H010E 사양에 대해 확인해야 합니다.