Solution de centre de données 400G : commutateurs, cartes réseau intelligentes et modules optiques

Le marché des réseaux de centres de données 400G connaît une croissance rapide, avec des puces de commutation à plus grand débit, des connecteurs optiques plus rapides et une croissance explosive des données combinées pour accélérer la croissance des réseaux de centres de données.

De plus, avec la croissance robuste de la 5G et la croissance rapide des transmissions de données vidéo, les centres de données devront mettre à niveau leur capacité pour répondre à la demande croissante de données et d'applications gourmandes en bande passante. Tous ces facteurs sont à l'origine de la croissance continue du trafic des centres de données et de la demande de solutions de réseau de centres de données 400G haute capacité. Comme l'augmentation des besoins en capacité pour les applications gourmandes en données dépasse de loin la capacité de transmission à haut débit actuelle, le 400G est en passe de devenir une technologie évolutive avec des OpEx relativement plus faibles et une empreinte plus petite pour mieux répondre au besoin urgent de connectivité par fibre.

Présentation de la mise en réseau 400G

Au cours des dernières décennies, nous avons assisté à une évolution des vitesses Ethernet de 1G, 10G/40G à 25G/100G, et l'industrie Ethernet continue d'innover pour atteindre des vitesses de réseau plus élevées. Avant de pouvoir couvrir ce qu'est la mise en réseau 400G, nous devons comprendre les différentes façons dont la 400G est définie et utilisée dans la conversation sur la mise en réseau du centre de données.

400G : Les termes 100G et 400G font référence au débit de l'interface serdes, c'est-à-dire à la capacité de transmission d'un seul canal. Il est souvent utilisé pour décrire verbalement le débit de transmission d'une seule interface et est parfois utilisé de manière interchangeable avec 400GbE et 400Gb/s.

400GbE : fait référence au débit de capacité de nouvelle génération qui peut être transmis sur une seule liaison dans une interface Ethernet. Il est basé sur la norme de certification IEEE 802.3bs que la couche physique 400GbE, les paramètres de gestion et les paramètres de contrôle d'accès au support (MAC) doivent respecter.

400Gb/s : fait référence à la vitesse de transmission des données et décrit généralement le taux de transmission maximal pris en charge par un port de périphérique, ou le taux de transmission d'un connecteur optique.

Principe de fonctionnement du réseau 400G

Nous connaissons peut-être les réseaux 100G, qui utilisent quatre signaux 25G modulés NRZ sur une seule interface pour effectuer des transmissions 100G. Le débit de transmission Ethernet est généralement augmenté de deux manières : en augmentant le débit de transmission à canal unique et en augmentant le nombre de canaux, tandis que 400G double précisément la transmission à canal unique et double également le nombre de canaux en transmettant huit signaux 50G via la technologie de modulation PAM4 pour atteindre 400G transmission (QSFP-DD).

Principe de transmission PAM4

Avantages du déploiement du réseau 400G

Densité de transmission plus élevée: En prenant le commutateur 100G comme exemple, la densité de port du commutateur NVIDIA 100G SN2700/3700C est de 32*100G/U, tandis que le commutateur 400G SN4700 dispose de 32 ports QSFPDD 400G dans un panneau 1U, ce qui représente une densité quatre fois plus élevée à la même hauteur.

Réduction de la consommation d'énergie de transmission: L'administration chinoise de normalisation a approuvé la publication de Valeurs maximales admissibles de l'efficacité énergétique et des classes d'efficacité énergétique pour Centres de données le 11 octobre 2021, ce qui fait de la réduction de la consommation d'énergie de transmission une priorité absolue pour les centres de données. Par rapport au 100G, le 400G a une consommation d'énergie inférieure par unité de transmission d'informations, ce qui est également conforme au besoin d'économie d'énergie et de protection de l'environnement.

Évolutivité: 100G QSFP28 Les ports prennent généralement en charge deux modes de transmission : 100G à 100G et 100G à 4X25G. Et le commutateur 400G avec NVIDIA SN4700 prend en charge 400G à 400G, 400G à 2X200G, 400G à 4X100G, 400G à 8X50G et d'autres modes de transmission, qui peuvent répondre à diverses architectures de réseau.

Modes de port pris en charge par les commutateurs NVIDIA SN4700

Les tendances du réseau 400G

Tendance 1: QSFP-DD. QSFP-DD est le premier du genre à permettre un format commun cohérent pour tous les câbles de connexion, qu'ils soient en cuivre ou en fibre longue distance, sans exception. Le groupe d'accords multisources (MSA) QSFP-DD composé de 65 organisations a également publié la version 4.0 de la spécification d'interface de gestion commune (CMIS) pour la spécification externe QSFP-DD. À mesure que l'adoption du 400G se développe, QSFP-DD fournira les 400 plus petits modules du marché des centres de données avec la densité de bande passante de port la plus élevée, et CMIS contribuera à garantir que Modules QSFP-DD sont rétrocompatibles avec tous les émetteurs-récepteurs basés sur QSFP, y compris les produits 40G/100G/200G largement déployés. Largement reconnu pour ses performances puissantes, le QSFP-DD est le mieux adapté pour être utilisé comme module enfichable haute densité et haut débit dans les réseaux de centres de données 400G.

Tendance 2: Accès direct à la mémoire à distance sur Ethernet convergé (RoCE). Les réseaux de données 400G sont essentiels pour accélérer l'adoption de la technologie RoCE dans le centre de données. RDMA prend en charge les réseaux sans réplication qui permettent aux adaptateurs réseau de transférer des données directement avec la mémoire de l'application, éliminant ainsi le besoin de répliquer les données entre la mémoire de l'application et les tampons de données du système d'exploitation. En particulier, le protocole RoCEv2 prend en charge RDMA à travers la frontière L3.

Tendance 3: Intelligent NIC. L'émergence de SmartNIC joue un rôle clé dans le 400G pour répondre aux nouveaux besoins massifs en bande passante des centres de données. Versions récentes de SmartNIC offer deux ports 25G/50G/100G/200G ou un port 400G, ainsi que des connexions Ethernet avec des capacités SerDes PAM50 4G et des connexions hôtes PCIE 4.0. Nous considérons la SmartNIC comme faisant partie intégrante de l'amélioration de la programmabilité du réseau et de l'accélération de la déviation de la charge des applications, essentielle pour accroître l'efficacité du centre de données.

Solutions réseau complètes de FiberMall

FiberMall fournit à ses clients des solutions de réseau complètes basées sur sa compréhension de la tendance de développement des réseaux à haut débit et des percées dans la technologie des dispositifs optoélectroniques.

FibreMallLa solution réseau 400G de pour centre de données

Interrupteurs

FibreMall offers le SN4410/SN4700 côté commutateur en tant que commutateur leaf/spine respectivement, et les commutateurs de la série SN3 basés sur Spectrum-4000 prennent en charge des taux de transfert jusqu'à 400G avec une technologie de virtualisation de réseau avancée, des performances élevées, un routage VXLAN à canal unique et IPv6/multiprotocole Routage de segment MPLS (Label Switching) et chemins de données robustes à large bande passante pour les applications basées sur RoCE et GPUDirect.

Commutateur NVIDIA

Carte réseau intelligente

FibreMall offintègre le NVIDIA ConnectX SmartNIC du côté de la carte réseau, avec NVIDIA ASAP2 (Accelerated Switching and Datagram Processing Technology®), qui accélère les performances du réseau tout en réduisant la charge du processeur lors de la transmission de datagrammes IP (Internet Protocol), libérant ainsi davantage de cycles de processeur pour l'exécution des applications. Avec des performances RoCE inégalées, les cartes à puce ConnectX offrent des services d'accès direct à la mémoire à distance (RDMA) efficaces et hautes performances pour les applications sensibles à la bande passante et à la latence. Le DPU NVIDIA Bluefield est également disponible, qui combine la puissance de ConnectX avec des cœurs ARM programmables et d'autres matériels. offcharges pour alimenter le stockage défini par logiciel, la mise en réseau, la sécurité et les charges de travail.

NVIDIA SmartNIC

Module optique

Pour la connexion réseau, le serveur peut utiliser FiberMall's Câble de dérivation 200G QSFP-DD vers 2x100G QSFP28 NRZ DAC pour connecter des ports NIC 48 * 100G avec un SN4410; pour la connexion du commutateur, vous pouvez choisir d'utiliser le module optique FiberMall 400G QSFP-DD SR8 pour connecter deux SN4700.

FiberMall 400G QSFP-DD SR8

FiberMall est un fournisseur leader de solutions de réseau optique et un partenaire Elite des produits de réseau NVIDIA, s'associant à NVIDIA pour obtenir une combinaison solide de connectivité optique, de produits et de solutions de réseau. FiberMall est l'un des principaux fournisseurs de solutions de mise en réseau optique et un partenaire Elite des produits de mise en réseau NVIDIA, s'associant à NVIDIA pour obtenir une solide combinaison de produits et de solutions de connectivité optique et de mise en réseau.