حل مركز البيانات 400G: المفاتيح ، بطاقات NIC الذكية والوحدات البصرية

ينمو سوق شبكة 400G لمراكز البيانات بسرعة ، مع رقائق تحويل أكبر للإنتاجية ، وموصلات ضوئية عالية السرعة ، ونمو هائل للبيانات مجتمعة لتسريع نمو شبكات مراكز البيانات.

علاوة على ذلك ، مع النمو القوي لشبكة الجيل الخامس والنمو السريع لعمليات نقل البيانات القائمة على الفيديو ، ستحتاج مراكز البيانات إلى ترقية قدرتها لتلبية الطلب المتزايد بسرعة على البيانات والتطبيقات كثيفة النطاق الترددي. كل هذه العوامل تدفع النمو المستمر لحركة مرور مركز البيانات والطلب على حلول شبكة مراكز البيانات عالية السعة 5 جيجا بايت. نظرًا لأن الزيادة في متطلبات السعة للتطبيقات كثيفة البيانات تتجاوز بكثير سعة النقل الحالية عالية السرعة ، تستعد 400G لتكون تقنية متطورة ذات تشغيل أقل نسبيًا وبصمة أصغر لتلبية الحاجة الملحة لاتصال الألياف بشكل أفضل.

نظرة عامة على شبكات 400G

على مدار العقود القليلة الماضية ، شهدنا تحولًا في سرعات Ethernet من 1G و 10 G / 40G إلى 25G / 100G ، وتواصل صناعة Ethernet الابتكار لتحقيق سرعات شبكة أعلى. قبل أن نتمكن من تغطية ما تدور حوله شبكات 400G ، نحتاج إلى فهم الطرق المختلفة لتعريف 400G واستخدامها في محادثة شبكة مركز البيانات.

400G: يشير المصطلحان 100G و 400G إلى معدل serdes البيني ، أي قدرة الإرسال لقناة واحدة. غالبًا ما يستخدم لوصف معدل الإرسال لواجهة واحدة شفهيًا ويستخدم أحيانًا بالتبادل مع 400 جيجابت و 400 جيجابت / ثانية.

400 جيجابت: يشير إلى معدل سعة الجيل التالي الذي يمكن نقله عبر ارتباط واحد في واجهة إيثرنت. يعتمد على معيار شهادة IEEE 802.3bs الذي يجب أن تفي به الطبقة المادية 400GbE ومعلمات الإدارة ومعلمات التحكم في الوصول إلى الوسائط (MAC).

400 جيجابت / ثانية: يشير إلى سرعة نقل البيانات وعادة ما يصف الحد الأقصى لمعدل الإرسال الذي يدعمه منفذ الجهاز ، أو معدل نقل الموصل البصري.

مبدأ عمل الشبكة 400G

قد نكون على دراية بشبكات 100G ، والتي تستخدم أربع إشارات 25G معدلة باستخدام NRZ على واجهة واحدة لإكمال عمليات نقل 100G. عادة ما يتم زيادة معدل إرسال الإيثرنت بطريقتين: زيادة معدل الإرسال للقناة الواحدة وزيادة عدد القنوات ، بينما يضاعف 400 جيجا بدقة نقل القناة الواحدة وأيضًا يضاعف عدد القنوات عن طريق إرسال ثمانية إشارات 50 جيجا من خلال تقنية تعديل PAM4 لتحقيق 400 جيجا بايت الإرسال (QSFP-DD).

مبدأ نقل PAM4

مزايا انتشار شبكة 400G

كثافة نقل أعلى: إذا أخذنا مفتاح 100G كمثال ، فإن كثافة منفذ NVIDIA 100G switch SN2700 / 3700C هي 32 * 100G / U ، بينما 400G Switch SN4700 بها 32G QSFPDD في لوحة 400U ، وهي كثافة أعلى بأربع مرات في نفس الارتفاع.

انخفاض استهلاك طاقة النقل: وافقت إدارة التقييس في الصين على الإفراج عن القيم القصوى المسموح بها لدرجات كفاءة الطاقة وكفاءة الطاقة لـ مراكز البيانات في 11 أكتوبر 2021 ، مما يجعل كيفية تقليل استهلاك طاقة النقل أولوية قصوى لمراكز البيانات. بالمقارنة مع 100G ، فإن 400G لديها استهلاك أقل للطاقة لكل وحدة نقل المعلومات ، والتي تتوافق أيضًا مع الحاجة إلى الحفاظ على الطاقة وحماية البيئة.

التدرجية: 100G QSFP28 تدعم المنافذ عمومًا وضعين للإرسال: 100G إلى 100G و 100G إلى 4X25G. ويدعم المحول 400G مع NVIDIA SN4700 400G إلى 400G ، و 400G إلى 2X200G ، و 400G إلى 4X100G ، و 400G إلى 8X50G ، وأنماط الإرسال الأخرى ، التي يمكن أن تلبي مختلف بنى الشبكة.

أوضاع المنافذ التي تدعمها محولات NVIDIA SN4700

اتجاهات شبكة 400G

الاتجاه 1: QSFP-DD. QSFP-DD هو الأول من نوعه الذي يتيح عامل شكل مشترك متسق لجميع كابلات التوصيل، سواء كانت نحاسية أو ألياف طويلة المدى، دون استثناء. أصدرت مجموعة اتفاقية QSFP-DD متعددة المصادر (MSA) المكونة من 65 منظمة أيضًا الإصدار 4.0 من مواصفات واجهة الإدارة المشتركة (CMIS) للمواصفات الخارجية QSFP-DD. مع تزايد اعتماد 400G، ستوفر QSFP-DD أصغر 400 وحدة في سوق مراكز البيانات بأعلى كثافة لعرض النطاق الترددي للمنافذ، وسيساعد CMIS على ضمان ذلك وحدات QSFP-DD متوافقة مع جميع أجهزة الإرسال والاستقبال المعتمدة على QSFP، بما في ذلك منتجات 40G/100G/200G المنتشرة على نطاق واسع. يُعرف QSFP-DD على نطاق واسع بأدائه القوي، وهو مناسب تمامًا للاستخدام كوحدة نمطية عالية الكثافة وعالية السرعة قابلة للتوصيل في شبكات مركز البيانات 400 جيجا.

الاتجاه 2: الوصول المباشر عن بعد إلى الذاكرة عبر الإيثرنت المتقارب (RoCE). تعد شبكات البيانات 400 جيجا مفتاحًا لتسريع اعتماد تقنية RoCE في مركز البيانات. يدعم RDMA شبكات النسخ المتماثل الصفري التي تمكن محولات الشبكة من نقل البيانات مباشرة مع ذاكرة التطبيق ، مما يلغي الحاجة إلى نسخ البيانات بين ذاكرة التطبيق والمخازن المؤقتة لبيانات نظام التشغيل. على وجه الخصوص ، يدعم بروتوكول RoCEv2 RDMA عبر حدود L3.

الاتجاه 3: ذكي NIC. يلعب ظهور SmartNIC دورًا رئيسيًا في 400G لتلبية متطلبات النطاق الترددي الهائل الجديدة لمراكز البيانات. الإصدارات الحديثة من SmartNIC offأو منفذي 25G / 50G / 100G / 200G أو منفذ 400G ، بالإضافة إلى اتصالات Ethernet مع قدرات 50G PAM4 SerDes واتصالات مضيف PCIE 4.0. نحن نعتبر SmartNIC جزءًا لا يتجزأ من تحسين قابلية برمجة الشبكة وتسريع تحويل حمل التطبيق وهو أمر بالغ الأهمية لزيادة كفاءة مركز البيانات.

حلول شبكات الألياف الضوئية الكاملة

توفر FiberMall للعملاء حلول شبكة متكاملة بناءً على فهمها لاتجاه تطوير الشبكات عالية السرعة والاختراقات في تقنية الأجهزة الإلكترونية الضوئية.

فايبرمالlحل شبكة 400G لمركز البيانات

سويتشات

فايبر مول offers SN4410 / SN4700 على جانب التبديل كمفتاح ورقة / عمود فقري على التوالي ، وتدعم محولات سلسلة SN3 القائمة على Spectrum-4000 معدلات نقل تصل إلى 400G جنبًا إلى جنب مع تقنية المحاكاة الافتراضية للشبكة المتقدمة والأداء العالي وتوجيه VXLAN أحادي القناة و IPv6 / Multiprotocol توجيه قطاع تبديل الملصقات (MPLS) ، ومسارات بيانات قوية ذات نطاق ترددي عالٍ للتطبيقات المستندة إلى RoCE والتطبيقات المستندة إلى GPUDirect.

مفتاح NVIDIA

سمارتنيك

فايبر مول offيوجد NVIDIA ConnectX SmartNIC على جانب NIC ، ويضم NVIDIA ASAP2 (تقنية التبديل السريع ومعالجة مخطط البيانات®) ، والتي تعمل على تسريع أداء الشبكة مع تقليل حمل وحدة المعالجة المركزية عند إرسال مخططات بيانات بروتوكول الإنترنت (IP) ، مما يوفر المزيد من دورات المعالج لتنفيذ التطبيقات. بفضل أداء RoCE الذي لا مثيل له ، توفر بطاقات ConnectX الذكية خدمات فعالة وعالية الأداء للوصول المباشر للذاكرة عن بُعد (RDMA) للتطبيقات الحساسة للنطاق الترددي والكمون. يتوفر أيضًا NVIDIA Bluefield DPU ، والذي يجمع بين قوة ConnectX ونواة ARM القابلة للبرمجة والأجهزة الأخرى offالأحمال لتشغيل وحدات التخزين والشبكات والأمان وأعباء العمل المعرفة بالبرمجيات.

نفيديا سمارت نيك

الوحدة البصرية

للاتصال بالشبكة ، يمكن للخادم استخدام FiberMall 200G QSFP-DD إلى 2x100G QSFP28 NRZ DAC Breakout Cable لتوصيل 48 * 100G من منافذ NIC بواحد SN4410 ؛ بالنسبة لاتصال المحول ، يمكنك اختيار استخدام الوحدة الضوئية FiberMall 400G QSFP-DD SR8 لتوصيل اثنين من SN4700s.

فايبرمول 400 جرام QSFP-DD SR8

تعتبر FiberMall مزودًا رائدًا لحلول الشبكات الضوئية وشريكًا متميزًا لمنتجات شبكات NVIDIA ، حيث تتعاون مع NVIDIA لتحقيق مزيج قوي من الاتصال البصري ومنتجات الشبكات والحلول. تعتبر FiberMall مزودًا رائدًا لحلول الشبكات الضوئية وشريكًا متميزًا لمنتجات شبكات NVIDIA ، حيث تتعاون مع NVIDIA لتحقيق مزيج قوي من الاتصال البصري + منتجات وحلول الشبكات.