Rivoluzionare le reti data center: Moduli ottici 800G e switch NDR

Con l'avanzamento di tecnologie come i modelli espansivi, il cloud computing e l'analisi dei big data, i data center stanno vivendo un periodo di crescita dirompente. La crescente necessità di addestrare e distribuire modelli espansivi pone nuove sfide alle strutture di supporto a elaborazione, archiviazione e rete. L'emergere di sofisticati modelli di deep learning come GPT-4, insieme a workload intensivi gestiti su piattaforme cloud, nonché i requisiti di analisi di big data e le attività di calcolo ad alte prestazioni, richiedono reti data center solide in grado di fornire prestazioni rapide.

La realizzazione di reti ad alta velocità nei data center coinvolge diversi componenti chiave, tra cui schede di rete ad alta velocità, modulatori ottici, switch e tecnologie di interconnessione di rete ad alte prestazioni. In questo complesso ecosistema di reti, la tecnologia di rete InfiniBand (IB) è emersa come leader di mercato, diventando un mezzo fondamentale per ottenere un trasferimento di dati ad alta velocità e una comunicazione a bassa latenza.

I servizi NDR(400G) all'interno della tecnologia di rete InfiniBand sono stati ampiamente implementati, affermandosi come l'opzione superiore per le reti di data center ad alta velocità che soddisfano modelli complessi e requisiti di elaborazione ad alte prestazioni. Sul fronte degli switch, le serie QM9700 e QM9790 di NVIDIA sono le apparecchiature leader. Costruiti sulla base dell'architettura NVIDIA Quantum-2, questi switch offrono un'eccezionale quantità di 64 porte InfiniBand NDR da 400 Gb/s in uno chassis standard 1U. Questa innovazione si traduce in uno switch individuale che fornisce una larghezza di banda bidirezionale totale di 51,2 terabit al secondo (Tb/s), oltre a una capacità di gestione senza precedenti che supera i 66,5 miliardi di pacchetti al secondo (BPPS).

Gli switch NVIDIA Quantum-2 InfiniBand vanno oltre le loro capacità di trasferimento dati ad alta velocità NDR, incorporando un throughput esteso, elaborazione di calcolo on-chip, funzioni avanzate di accelerazione intelligente, adattabilità e struttura robusta. Questi attributi li rendono la scelta ideale per i settori che coinvolgono l'elaborazione ad alte prestazioni (HPC), l'intelligenza artificiale e le grandi infrastrutture basate sul cloud. Inoltre, l'integrazione degli switch NDR contribuisce a ridurre al minimo le spese e la complessità complessive, favorendo la progressione e l'evoluzione delle tecnologie di rete dei data center.

Differenze tra QM9700 e QM9790

Simile alle precedenti generazioni di switch IB, tra gli switch NDR, QM9700 è uno switch managed, mentre QM9790 è uno switch unmanaged. La differenza tra funzioni è che lo switch managed esegue un sistema operativo di rete (NOS) simile ai normali switch Ethernet. È possibile accedervi e configurarlo direttamente attraverso una porta di gestione dedicata e fornisce le funzionalità di un gestore di subnet (abilitato in base alle esigenze). D'altra parte, lo switch unmanaged non dispone di una CPU a livello hardware e non esegue il NOS6. La configurazione avviene tramite uno strumento di configurazione remota chiamato mlxconfig. Di seguito sono riportate immagini raffiguranti QM9700 (con un'interfaccia di gestione al lato destro) e QM9790:

Esistono anche differenze operative tra i due. QM9700, essendo uno switch managed, consente il login diretto per la gestione della configurazione. Le informazioni sulle porte e sui moduli possono essere richieste tramite comandi, come mostrato negli esempi seguenti:

• Querying delle informazioni di porta: show interface ib 1/1/1 (usando la porta 1/1/1 come esempio).

• Querying delle informazioni sul modulo della porta: show interface ib 1/1/1 transceiver.

• Querying del modulo di porta DDM (Digital Diagnostic Monitoring): show interface ib 1/1/1 diagnostica transceiver.

Per QM9790 unmanaged, la gestione della configurazione si effettua accedendo al server collegato (o a un altro switch managed). I passaggi seguenti illustrano il processo:

• Entrare in modalità "fae".

• Immettere "ibswitches" per ottenere il lid (utilizzando lid-1 come esempio) del dispositivo collegato.

• Querying dekle informazioni sul modulo: mlxlink -d lid-1 -p 1 -m (interrogare le informazioni sul modulo per la porta 1).

• Abilita/disabilita la suddivisione delle porte: mlxconfig -d lid-1 set SPLIT_MODE=1 (0 per disabilitare).

• Abilita/disabilita la funzionalità di suddivisione per una porta specifica: mlxconfig-d lid-1 set SPLIT_PORT[1.32]=1 (0 per disabilitare).

Modulo switch: Transceiver ottico OSFP 800G

A causa dei vincoli di dimensioni e potenza, gli switch della serie 9700/9790 sono limitati a 32 gabbie (OSFP). Ogni interfaccia fisica di OSFP fornisce in realtà due interfacce 400G indipendenti, definite Twin port 400G da NVIDIA. Per integrare l'uso di questi switch, FS ha introdotto il modulo OSFP-800G.

Il modulo OSFP-800G SR8 è progettato per l'uso in sistemi InfiniBand da 800 Gb/s 2xNDR con throughput fino a 30 m su OM3 o 50 m su fibra multimodale (MMF) OM4, utilizzando una lunghezza d'onda di 850 nm tramite connettori MTP/MPO-12 doppi. Il design a doppia porta è un'innovazione chiave che incorpora due motori di transceiver interni, liberando completamente il potenziale dello switch. Ciò consente alle 32 interfacce fisiche di fornire fino a 64 interfacce 400G NDR. Questo design ad alta densità e larghezza di banda consente ai data center di soddisfare le crescenti esigenze di rete e i requisiti di applicazioni quali l'intelligenza artificiale ad alte prestazioni e l'infrastruttura cloud.

Il modulo OSFP-800G SR8 di FS offre prestazioni superiori e affidabilità, offrendo forti opzioni di interconnessione ottica per i data center. Questo modulo consente ai data center di sfruttare tutte le prestazioni della serie di switch QM9700/9790, supportando la trasmissione di dati con una larghezza di banda elevata e una bassa latenza.