飛速（FS）400G SR4光模組：高性能網絡

隨着超級計算時代的到來，數據中心正在經歷快速變革。技術的進步的需求推動了數字創新的步伐。在這個數據驅動的時代，為了滿足更大規模和更快數據傳輸的需求，400G/800G傳輸速率的應用正在重塑數據中心基礎設施。本文着重介紹了一種新型400G光模組——400G QSFP-DD SR4，探討其在現代數據中心中的應用價值。

飛速（FS）400G SR4光模組：速率和效率的雙重需求

隨着大規模數據模型和雲計算的迅猛發展，高效的數據傳輸變得至關重要。傳統網絡解決方案面臨著延遲和高功耗的挑戰。與此同時，飛速（FS）400G SR4光模組應運而生，為滿足現代網絡基礎設施提供了全面的解決方案。

分布式訓練技術的出現

隨着大規模數據模型、雲計算和大數據技術的快速發展，對高容量網絡連接需求日益迫切。具備高性能計算需求的訓練模型需要高效的網絡解決方案來加速訓練進程。採用多臺機器和多張顯卡進行分布式訓練已成為關鍵。這種集群的性能在很大程度上取決於網絡連接的效率。

分布式訓練是一種將機器學習模型的訓練過程分散到多個計算資源上的方法，這些資源可以是GPU、TPU甚至是整個服務器集群。與單一機器訓練相比，分布式訓練通過分割並行處理工作負載，顯著縮短了大型模型的訓練時間。

分布式訓練方法會創建具有重要計算和存儲能力的集群，其中網絡的性能直接影響節點之間的通信效率。這會影響整個集群的吞吐量和性能。因此，對於數據中心來說，低延遲、高速網絡是必不可少的。

RDMA技術對於減少機器和卡之間的通信延遲至關重要。RDMA繞過操作系統內核，允許主機之間直接訪問內存，與傳統的TCP/IP網絡相比顯著降低延遲。RDMA主要通過InfiniBand和RoCE實現。InfiniBand提供出色的性能和成熟度，但成本較高，通常由供應商如英偉達（NVIDIA）提供。然而，RoCE擁有更多元化和開放的生態系統，多個供應商可提供各種設備選擇。

當前400G網絡架構及問題

GPU集群中的高速網絡主要包括網卡、光模組、線纜以及高速交換機。配備H800 GPU的服務器通常使用英偉達™（NVIDIA®）CX7 400G網卡。交換機包括64x400G QDD交換機，搭載BCM 25.6T Tomahawk4芯片，64x800G交換機，搭載BCM 51.2T芯片，基於思科（Cisco）Nexus的交換機，以及搭載英偉達（NVIDIA）Spectrum芯片的400G/800G交換機。目前，400G QDD交換機比較常見。下圖展示了集群中常用的網絡架構：

值得注意的是，市場上主流的400G交換機使用56G SerDes，而CX7網卡則採用112G SerDes。為了保持網絡連接，在選擇光模組時必須考慮這種差異，以確保組件的兼容性和正常功能。如圖所示：

為解決這個問題，目前的設置是在交換機端使用飛速（FS）400G QSFP-DD DR4光模組 ，在服務器端使用飛速（FS）400G OSFP DR4光模組。連接設置如下圖所示：

飛速（FS）400G QSFP-DD SR4光模組：高性能網絡的全新選擇

對於傳輸距離不超過500m的應用場景，飛速（FS）400G DR4光模組是一種有效的解決方案。然而，對於不超過100m的傳輸距離，飛速（FS）400G DR4解決方案可能會過於昂貴。在這種情況下，使用低成本的850nm VCSEL激光器的飛速（FS）400G QSFP-DD SR4光模組是更經濟的選擇。它比DR4便宜許多，並且滿足100m的傳輸距離要求。飛速（FS）400G QSFP-DD SR4光模組可以插入到400G QSFP-DD 8x50G PAM4端口中，並可以與400G OSFP（4x100G PAM4）網卡進行互操作，從而實現飛速（FS）400G QSFP-DD SR4和400G OSFP SR4光模組之間的互連。如圖所示：

飛速（FS）400G QSFP-DD SR4光模組概述

飛速（FS）最新推出的400G QSFP-DD SR4光模組採用先進設計，顯著提高性能和效率。其電口採用8x50G PAM4調製，光口則採用4x100G PAM4調製。與400G QSFP-DD SR8光模組相比，這種配置減少了激光器的數量，從8個降至4個，同時其功耗降至8W，更具價格優勢。

這款飛速（FS）400G QSFP-DD SR4光模組搭載Maxlinear芯片，並配備MPO12光口，在OM3多模光纖上的傳輸距離可達60m，在OM4多模光纖上的傳輸距離可達100m，並為數據中心內短距離數據傳輸需求的提供更為高效實用的解決方案。

飛速（FS）推出的400G QSFP-DD SR4光模組填補了短距離400G數據中心互連解決方案的關鍵空白，為現代數據中心提供了更加全面和多樣化的選擇。這有助於數據中心滿足日益增長的對更高帶寬和高效數據處理能力的需求，能夠持續為客戶提供創新可靠的網絡解決方案。