NVIDIA Mellanox MMAIB00-B150D 데이터 센터 광 수신기 작동: 대역폭과 거리를 균형 잡는다

작동 중인 NVIDIA Mellanox MMAIB00-B150D 데이터 센터 광 트랜시버: 랙 내 및 건물 간 링크를 위한 대역폭과 거리의 균형 맞추기

현대의 하이퍼스케일 데이터 센터 및 AI 컴퓨팅 클러스터에서 네트워크 설계자는 끊임없이 고전적인 문제에 직면합니다. 즉, 랙 내 단거리 상호 연결의 높은 대역폭 요구 사항과 건물 간 또는 층 간 링크의 확장된 거리 요구 사항을 동시에 충족하는 방법입니다. 기존 광섬유 인프라 내에서. 전통적인 접근 방식은 종종 "속도 업그레이드"와 "전송 거리" 사이의 절충을 강요하여 복잡한 케이블링 레이아웃, 활용도가 낮은 스위치 포트 또는 비싼 능동 광 케이블(AOC) 비용을 초래합니다. 최근 한 대형 인터넷 회사의 "동서 데이터 전송" 허브에서 NVIDIA Mellanox MMAIB00-B150D 멀티모드 광 트랜시버를 400G 백본 업그레이드 프로젝트에 성공적으로 배포하여 성능과 도달 거리 사이의 우아한 균형을 달성했습니다. 이들의 구현은 더 넓은 산업에 귀중한 통찰력을 제공합니다.

배경 및 과제: 400G 시대의 케이블링 딜레마

이 데이터 센터 캠퍼스는 2km 반경 내 여러 건물에 걸쳐 있으며 컴퓨팅 클러스터는 3개 층에 분산되어 있습니다. 레거시 100G 네트워크는 랙 내 연결을 위한 단거리 멀티모드 광섬유(MMF) 링크와 건물 간 트렁크를 위한 DWDM 광학 장치가 있는 단일 모드 광섬유(SMF)의 조합에 의존했습니다. 이는 이기종 접근 방식으로 재고 관리를 복잡하게 하고 자본 및 운영 지출을 모두 증가시켰습니다. 조직이 GPU 교육 인프라를 400G로 전환할 준비를 하면서 아키텍처 팀은 세 가지 주요 목표를 설정했습니다. 첫째, 모든 링크 거리에 걸쳐 단일 광 트랜시버 유형으로 표준화하여 예비 부품 물류를 단순화합니다. 둘째, 선택한 모듈이 기존 OM4 광섬유에서 100미터 이상의 도달 거리를 지원하여 각 건물 내에서 계획된 가장 긴 경로를 포함하도록 합니다. 셋째, 고밀도 리프-스파인 섀시의 과열을 방지하기 위해 포트당 전력 소비를 9W 미만으로 달성합니다.

여러 공급업체를 평가하고 MMAIB00-B150D 데이터시트를 검토한 후 엔지니어링 팀은 이 모듈이 성능, 전력 및 호환성 요구 사항을 동시에 충족하는 유일한 솔루션임을 확인했습니다. MMAIB00-B150D 사양은 8x50G PAM4 신호를 사용하여 400G에서 OM5 광섬유(및 OM4에서 100미터)를 통해 최대 150미터까지 지원함을 나타냈습니다. 이는 비싼 단일 모드 광학 장치나 능동 케이블에 의존하지 않고도 링크 예산 요구 사항과 정확히 일치했습니다.

솔루션 및 배포: 캠퍼스 전체의 통합 광 계층

배포 전략은 세 가지 고유한 링크 범주에 걸쳐 기존 100G SR 트랜시버 및 AOC를 모두 NVIDIA Mellanox MMAIB00-B150D로 교체하는 데 중점을 두었습니다.

• 랙 내 (최상위 랙에서 리프 스위치까지): 5~15미터 거리로, 모듈은 전력 및 열 예산 내에서 잘 작동하여 밀도 저하 없이 서버 랙당 400G를 지원합니다.
• 랙 내 (층 간 리프-스파인): 기존 OM4 케이블링을 통해 30~80미터의 광섬유 경로. MMAIB00-B150D 광 트랜시버의 고급 DSP 보상은 모달 분산을 효과적으로 완화하여 레거시 광섬유에서도 깨끗한 아이 다이어그램을 제공합니다.
• 건물 간 (인접 구조물 간 스파인-슈퍼 스파인): 가장 긴 링크는 지하 OM4 덕트를 통해 95미터까지 확장됩니다. 여기서 모듈의 100미터 사양에 대한 마진은 커넥터 손실 및 향후 광섬유 열화를 위한 충분한 헤드룸으로 안정적인 작동을 보장했습니다.

상호 운용성을 검증하기 위해 팀은 MMAIB00-B150D 호환 광학 장치를 NVIDIA Spectrum-4 스위치, Cisco 8111 시리즈 및 Arista 7800R 플랫폼과 테스트했습니다. 모두 사용자 정의 펌웨어 조정 없이 플러그 앤 플레이로 작동했습니다. 이 MMAIB00-B150D 광 트랜시버 솔루션은 모든 400G 프런트 패널 포트에 대한 유일한 광학 SKU로 표준화되어 조달, 테스트 및 현장 교체 절차를 크게 단순화했습니다.

결과 및 이점: 운영 및 재무 전반에 걸친 가시적인 이점

3개월간의 운영 후 데이터 센터 팀은 네 가지 주요 영역에서 측정 가능한 개선 사항을 보고했습니다.

재정적으로 단일 광 모듈로 통합하면 예비 부품 감소, 교육 단순화 및 전력 소비 감소를 고려할 때 400G 포트당 총 소유 비용이 약 32% 감소했습니다. 팀이 나중에 MMAIB00-B150D 가격을 다른 공급업체의 유사한 400G SR8 모듈과 비교했을 때, NVIDIA의 엔드투엔드 에코시스템 지원 및 펌웨어 업데이트 보장이라는 추가 가치를 고려할 때 매우 경쟁력이 있음을 발견했습니다.

가장 중요하게는 MMAIB00-B150D Mellanox 옵틱 데이터 센터 네트워킹 접근 방식을 통해 운영 팀은 케이블 플랜 문제 해결에 사용되던 엔지니어링 시간을 네트워크 자동화 및 혼잡 제어 조정과 같은 더 높은 가치의 작업으로 재할당할 수 있었습니다. 모든 거리에 걸친 균일한 링크 예산은 용량 계획을 단순화했습니다. 재고에 있는 판매용 MMAIB00-B150D는 집계 계층까지의 거리에 관계없이 모든 랙에 배포할 수 있었습니다.

요약 및 전망: 향후 400G 배포를 위한 청사진

이 사례 연구는 NVIDIA Mellanox MMAIB00-B150D가 단순한 상품 트랜시버 이상임을 보여줍니다. 이는 광 계층을 합리화하면서 성능 경계를 확장하려는 데이터 센터 운영자에게 전략적 지원 도구입니다. 최신 DSP 기반 설계의 전력 효율성으로 표준 멀티모드 광섬유에서 100미터 도달 거리를 제공함으로써 이 모듈은 이전에 별도의 제품군이 필요했던 "단거리" 및 "확장 거리" 사용 사례 간의 격차를 효과적으로 해소합니다.

앞으로 동일한 아키텍처가 조직의 차세대 800G 출시에도 고려되고 있으며, 여기서 서버당 듀얼 MMAIB00-B150D 링크는 기존 MMF 인프라를 통해 800G 본딩을 제공하여 비용이 많이 드는 광섬유 재작업을 지연시킬 수 있습니다. IT 관리자, 네트워크 엔지니어 및 아키텍트가 자체 400G 전환 로드맵을 평가하는 데 있어 MMAIB00-B150D 광 트랜시버 솔루션은 대역폭, 거리 및 운영 단순성을 균형 있게 유지하면서 세 가지 모두를 희생하지 않는 검증되고 현장에서 검증된 경로를 제공합니다.