NVIDIA Mellanox MMA4Z00-NS 데이터 센터 광 트랜시버 기술 솔루션

NVIDIA Mellanox MMA4Z00-NS 데이터 센터 광적 송수신기술 솔루션 인트라랙 및 룸 간 링크에서 대역폭과 거리를 균형을 맞추기

1프로젝트 배경 및 요구사항 분석

인공지능 훈련 클러스터가 수천에서 수만 개의 GPU로 확장됨에 따라데이터 센터 네트워크는 동시 대역폭 밀도와 물리적 거리의 전례 없는 과제에 직면하고 있습니다.예를 들어 전형적인 인공지능 (AI) 을 들자면그 GPU 컴퓨팅 노드는 같은 층의 여러 래크와 인접한 층의 두 코어 기계실에서 분산됩니다.네트워크 요구 사항은 엄격합니다: 모든 컴퓨팅 노드 사이의 800G 전체 라인 속도 대역폭을 제공하십시오.인피니밴드 (GPU 직접 통신) 및 이더넷 (저장 및 관리 패브릭) 를 지원합니다., 그리고 프로토콜 번역 병목을 도입하지 않고 5 미터 (인트라크) 에서 80 미터 (실내) 까지의 링크 거리를 커버합니다.

전통적인 설계 접근법은 일반적으로 다양한 트랜시버 유형의 혼합에 의존합니다: 800G SR8 단거리 인트라크 링크 (OM4 상에서 최대 50m),그리고 800G DR8/FR8 단일 모드 솔루션으로 더 긴 룸 간 연결그러나 이 다중 SKU 전략은 재고 관리, 자격 테스트 및 예비 부품 공급에 상당한 운영 전반 비용을 창출합니다.단일 모드 광학의 높은 비용과 전력 소비로 인해 대규모에 적합하지 않습니다., 고밀도 배치.NVIDIA 멜라녹스 MMA4Z00-NS양쪽 원격 도메인을 통합할 수 있는 잠재적 단일 플랫폼 솔루션으로 평가되었으며 프로토콜 유연성과 비용 효율성을 유지합니다.

2전체 네트워크/시스템 아키텍처 설계

제안된 아키텍처는 800G OSFP 포트를 통해 리프 스위치에 연결된 GPU 컴퓨팅 노드와 척추 잎 토폴로지를 채택합니다.그리고 잎 스위치와 같은 트랜시버 타입을 사용하여 일관성을 유지하기 위해 척추 스위치로 연결된주요 건축적 결정은 하나의 광적 송신기 모델에 표준화NVIDIA 멜라녹스 MMA4Z00-NS모든 링크 세그먼트에서, 랙 내부에서 룸 간까지, 향상된 DSP와 광전력 예산을 활용하여 표준 50 미터 사양을 초과하는 효과적인 범위를 확장합니다.

장거리 신호 무결성을 극대화하기 위해, 구조는 몇 가지 설계 원칙을 포함합니다:

• 섬유 공장 최적화:고품질의 OM4 멀티모드 광섬유 (최저 효과적 모달 대역폭 ≥ 4700 MHz·km) 를 모든 링크에 사용하며, MPO-12 APC 커넥터를 사용하여 삽입 손실과 반사량을 최소화합니다.구조화 된 케이블 경로는 단단한 곡선과 과도한 패치 패널 점프를 피하도록 설계되었습니다..
• 연결 예산 예금:아키텍처 손실 예산은 모든 링크에서 3.0 dB 이하로 유지되며,MMA4Z00-NS80m에서도 오류 없이 작동하도록 합니다. 이것은 연결된 연결 쌍의 수를 링크당 최대 4개로 제한함으로써 달성됩니다.
• 프로토콜 무지한 전송:잎 스위치 (NVIDIA 스펙트럼-4 이더넷 및 퀀텀-2 인피니밴드) 는MMA4Z00-NS 2x400G 인피니밴드/이더넷운영 모드, 하드웨어 변경 없이 포트별로 동적 프로토콜 할당을 가능하게 합니다.

아키텍처는 단일 랙과 멀티 랙 배포를 지원합니다.MMA4Z00-NS모든 거리 범위에서 보편적인 물리 계층을 가능하게 합니다.

3NVIDIA Mellanox MMA4Z00-NS의 역할 및 주요 기능

이 해결책의 핵심은NVIDIA 멜라녹스 MMA4Z00-NS통합된 물리적 계층 브릿지로 기능하여 여러 트랜시버 유형의 필요성을 제거합니다. 이 아키텍처에 관련된 주요 기술적 특성은 다음과 같습니다.

세부적인MMA4Z00-NS 데이터 시트송신기와 수신기 특성을 포함한 포괄적인 광학 및 전기적 사양을 제공합니다.이 배치의 모든 세그먼트에 대한 링크 예산 계산을 검증하는 데 사용되었습니다..MMA4Z00-NS 사양전형적인 전송 전력 -2.5 dBm에서 4.0 dBm, 수신기 감도도 -6.5 dBm (BER 5E-8) 을 확인하여 80미터 표적에 필요한 광적 헤드프레스를 제공합니다.

기능적으로,MMA4Z00-NS 800G OSFP SR8 트랜시버스위치 ASIC에서 100G PAM4 전기 신호의 8개의 레이인을 집계하여 광 신호로 변환하고 MPO-12 인터페이스를 통해 병렬 멀티모드 섬유를 통해 전송함으로써 작동합니다.수신 쪽에서, 통합된 DSP는 시계 및 데이터 복구, 평형화 및 전기 영역으로 다시 demultiplexing을 수행합니다.이 처리 파이프 라인은 모달 분산과 저하가 성능을 저하시키는 경우 긴 거리에 신호 무결성을 유지하는 데 중요합니다..

4. 배포 및 확장 권고 (유형 토폴로지)

최적의 배치를 위해NVIDIA 멜라녹스 MMA4Z00-NS, 다음 토폴로지 및 케이블링 지침이 권장됩니다:

전형적인 토폴로지 3단계 확장:

• 레벨 1 (인트라크, ≤15m):직접 MPO-12 패치 코드는 GPU 컴퓨팅 노드와 톱 오브 랙 (TOR) 스위치 사이에 있습니다.MMA4Z00-NS양쪽 끝에 설치되어 있습니다. 추가 컨디셔닝이 필요하지 않습니다.
• 레벨 2 (크로스 랙, 15~45m):미리 종료 된 MPO 트렁크 케이블은 상공 트레이를 통해 TOR 스위치와 잎 집적 스위치를 연결합니다. 최대 두 개의 패치 패널이 허용됩니다.
• 3층 (간방, 45~80m):강화 된 MPO 트렁크로 구성 된 케이블링, 각도-폴리쉬 커넥터와 최소한의 스플라이싱을 사용하여 각 링크는 입사 전에 삽입 손실과 반사성을 테스트합니다.

배치 체크리스트:

• 모든 광섬유 연결을 광 시간 영역 반사계 (OTDR) 와 전력 계측기를 사용하여 3.0 dB 이하의 손실을 확인합니다.
• 원하는 프로토콜 (인피니밴드 또는 이더넷) 에 스위치 포트를 구성 하 고MMA4Z00-NS자동으로 올바른 작동 모드를 협상MMA4Z00-NS 데이터 시트.
• 혼합된 400G/800G 환경에서는 선택된 포트에서 2×400G 스플릿 모드를 활성화하여MMA4Z00-NS 2x400G 인피니밴드/이더넷하나의 트랜시버에서 두 개의 400G 연결을 지원할 수 있습니다.
• 단계적으로 배포: 하나의 랙으로 시작하여 BER 및 지연 측정값을 확인하고 랙 간 및 방 간 링크로 확장하십시오.

80 미터 이상의 대규모 확장을 위해 구조는 가장 긴 척추 링크에만 활성 광 케이블 (AOC) 또는 단일 모드 솔루션을 배치하는 것이 좋습니다.MMA4Z00-NS 800G OSFP SR8 트랜시버 솔루션대부분의 잎과 척추 연결과 잎과 컴퓨터 연결을 위해

5. 운영, 모니터링, 문제 해결 및 최적화

의MMA4Z00-NSI2C 인터페이스를 통해 포괄적인 디지털 진단 모니터링 (DDM) 지원을 통해 운영 단순화를 위해 설계되었습니다. 주요 운영 관행은 다음을 포함합니다.

• 실시간 모니터링:트랙 온도, 공급 전압, 전송/ 수신 광 전력, 레이저 편향 전류. NVIDIA의 네트워크 관리 플랫폼은 임계값에 접근할 때 경고를 올릴 수 있습니다.능동적인 유지보수를 가능하게 하는.
• 링크 마진:DSP 튜닝 기능을 사용 하 여 설치 도중 링크 마진 테스트를 수행 하 고 분기 건강 검사의 일부로.MMA4Z00-NS펌웨어를 통해 요구에 따른 평형 조정 기능을 지원하며, 이는 점진적인 섬유 노화 또는 커넥터 손상 등을 보상할 수 있습니다.
• 결함 격리:링크가 높은 BER 또는 신호 손실 현상을 경험하면 링크의 양쪽 끝에서 DDM 데이터를 비교해야 합니다.일반적인 고장 방식에는 더러운/오염된 MPO 커넥터 (카트리지 스타일 청소기를 사용하여 청소) 가 포함됩니다., 과도한 곡선 손실 (물리적 라우팅을 검사), 또는 송신기 손상 (편향 전류와 광 전력 경향을 확인).
• 펌웨어 업데이트:NVIDIA는 주기적으로 펌웨어 업데이트를 출시하여 평준화 알고리즘을 개선하고 호환성을 향상시킬 수 있습니다.MMA4Z00-NS단말기는 제조업체의 조언에 따라 최신 펌웨어 버전이 있습니다.

성능 최적화를 위해, 아키텍처는 800G와 2×400G 모드에서 모든 링크의 기본 라인 스웨어를 수행하고, 광 전력 및 BER 통계를 기록하는 것이 좋습니다.이 기준은 미래의 문제 해결 및 용량 계획에 대한 기준으로 사용됩니다.또한,MMA4Z00-NS 판매표준화된 세계적 유통을 통한 가용성은 고장 경우 정지 시간을 최소화하여 재구조 단위를 신속하게 확보 할 수 있도록 보장합니다.

6요약 & 가치 평가

의NVIDIA 멜라녹스 MMA4Z00-NS현대 인공지능 데이터센터에 대한 매력적인 통합 광학 솔루션을 제공합니다.랙 내부와 룸 간 링크를 통틀어 단일 트랜시버 유형에 표준화함으로써, 구조는 재고 복잡성을 줄이고 자격 프로세스를 효율화하고 유지보수를 단순화합니다.기존 SR8 한계를 넘어 범위를 확장하기 위해 모듈의 고급 DSP 및 광학 기능을 활용하는 동시에.

주요 가치 결과:

• 재고 단순화:단일 SKU는 여러 트랜시버 유형을 대체하여 예비 부품 보유 비용을 약 60% 감소시킵니다.
• 비용 효율성:멀티모드 광섬유 인프라는 단일 모드 플랜트보다 훨씬 저렴하며MMA4Z00-NS 가격포트당 DR8/FR8 대안보다 상당히 낮습니다.
• 미래 유연성:2×400G 스플릿 모드는 아직 완전히 800G 준비가 되지 않은 환경에 대한 론프를 제공하며, 800G 모드는 현재 차세대 GPU 클러스터를 지원한다.
• 운용 회복력:강력한 DDM, 능동적 경고 및 현장 조정 가능한 DSP 매개 변수는 링크가 운영 기간 동안 스펙 내에서 유지되도록 보장합니다.

네트워크 아키텍트, 솔루션 엔지니어 및 운영 팀의 경우MMA4Z00-NS실용적이고 고성능하며 비용 효율적인 AI 네트워크를 구축하기 위한 초석입니다.MMA4Z00-NS 데이터 시트통합 계획 및 배치 검증을 촉진하기 위해 지원 기술 문서를 사용할 수 있습니다.