Кабель NVIDIA LinkX: лучшее решение для высокоскоростных соединений

С ростом экстремальных объемов данных, поступающих в современное общество, прогресс в технологических вертикальных сетевых решениях становится критически важным. Поскольку центры обработки данных, высокопроизводительные вычисления (HPC) и приложения ИИ продолжают усиливаться, больше, чем когда-либо, существует потребность в мощной технологии, которая может соединять все. Кабели LinkX от NVIDIA являются ответом на вызовы технологий соединения. Эти кабели отвечают всем требованиям производительности, эффективности и расширения. В блоге обсуждаются исследования и разработки, которые помогли внедрить инновации Кабели NVIDIA LinkX, их важность в повышении эффективности центр обработки данных инфраструктуры и как LinkX справляется с текущими и будущими требованиями высокоскоростных сетей. Привлекательность этих технологий будет расширяться горизонтально, предлагая возможности, независимо от того, являетесь ли вы IT-специалистом, желающим расширить возможности инфраструктуры, или лицом, принимающим решения, ищущим экономически эффективные сетевые возможности.

Что делает кабели NVIDIA LinkX уникальными?

Кабели NVIDIA LinkX можно выделить по их выдающимся характеристикам пропускной способности, которые достигают 400 Гбит/с и гарантируют оптимальную скорость передачи данных, необходимую для задач, требующих обработки данных. Их потери сигнала и искажения очень низки, все это может быть очень полезным для поддержания эффективности связи через взаимосвязанные узлы. Кабели включают в себя передовые методы терморегулирования и новые методы материаловедения для повышения долговечности и надежности при одновременном снижении энергопотребления. Кроме того, они имеют функцию plug-and-play, что означает, что их можно легко интегрировать в уже существующие структуры, не теряя много времени и не усложняя. Эти характеристики, по сути, делают кабели NVIDIA LinkX, несомненно, необходимыми для современных систем центров обработки данных.

Понимание технологии, лежащей в основе LinkX

NVIDIA LinkX гордится тем, что разрабатывает кабели, которые включают в себя передовые достижения, делая производительность значимой в быстро меняющемся мире центров обработки данных. Отличительной чертой их дизайна является применение современных медных и оптоволоконные технологии, оба из которых отвечают различным требованиям к развертыванию. Медные кабели отлично подходят для дружественной связи на короткие расстояния с четкой передачей сигнала. Однако для приложений на больших расстояниях оптические волокна являются идеальным вариантом, поскольку они имеют более высокую доступную полосу пропускания и меньшее затухание. 

Расширенная модуляция, присутствующая в кабелях PAM 4 (Pulse Amplitude Modulation), используется для достижения высокой скорости передачи данных, при этом принципиально не увеличивая минимальную частоту сигнала. Эта конкретная модуляция обеспечивает лучшую пропускную способность данных, достигая при этом хорошей спектральной эффективности, отсюда и необходимость в плотности. 

С другой стороны, с точки зрения материалов кабели LinkX используют передовые полимеры с более высокими диэлектрическими емкостями, способные минимизировать электромагнитные помехи, таким образом, уменьшая искажение сигнала. Кабели также содержат прочные внешние защитные покрытия, которые не позволяют механическим силам и условиям повреждать материал.

В дополнение к предложениям продуктов LinkX, кабельная архитектура включает в себя обширный набор механизмов мониторинга и диагностики. Эти инструменты позволяют операторам отслеживать состояние и производительность кабелей в реальном времени, что позволяет использовать стратегию предиктивного обслуживания и минимизировать риск незапланированных отключений. По всем параметрам, передовая разработка кабелей NVIDIA LinkX не только расширяет границы скорости и надежности, но и интегрируется в эффективную, экологически чистую и надежную сетевую экосистему.

Преимущества использования NVIDIA LinkX

Продукты NVIDIA LinkX выделяются своими активными кабелями и кабелями LinkX. Высокая степень производительности гарантируется за счет использования высоких скоростей передачи данных, достигаемых с помощью передовых методов модуляции, таких как PAM4, которые способствуют высокой передаче данных в зонах с высокой плотностью. Точный состав полимеров, которые являются диэлектрическими материалами, минимизирует электромагнитные помехи, тем самым уменьшая искажение сигнала. Кроме того, прочные изоляционные слои, которые являются защитными, предохраняют кабели от механического и экологического износа, тем самым обеспечивая долговечность и прочность. Встроенные диагностические инструменты и средства мониторинга предоставляют информацию о производительности в реальном времени и полезны для прогнозирования потребностей в обслуживании, тем самым минимизируя риски сбоев. Вместе они повышают производительность, балансируя скорость, безопасность и устойчивость сетевой инфраструктуры, делая ее пригодной для внедрения достижений в области технологий.

Сравнение NVIDIA LinkX с другими кабелями

В последнем параграфе этого отчета мы проведем общее сравнение LinkX и других подобных продуктов, доступных на сегодняшнем рынке, которые в настоящее время формируют другую широкую категорию, в которой NVIDIA LinkX, как говорят, превосходит. Для начала, кабели LinkX разработаны для повреждения каналов передачи крайне высокой полосы через Модуляция PAM4, что не свойственно другим кабельным продуктам. Это позволяет им передавать данные более эффективно, особенно в средах с высокой плотностью сетей. Кроме того, кабели NVIDIA LinkX содержат новые полимеры, которые улучшают диэлектрические свойства кабеля, например, уменьшают электромагнитные помехи, что снижает искажение сигнала по сравнению со многими другими кабелями. Одним из очевидных преимуществ является наличие расширенной диагностики LinkX, встроенной в архитектуру, что позволяет пользователям LinkX постоянно контролировать производительность и облегчать расширенное обслуживание в прогнозировании, чего может не быть у многих других конкурентов. Эти неотъемлемые особенности в сочетании с акцентом на окружающую среду и надежность позволяют этим кабелям занимать лидирующие позиции на рынке сетевых устройств.

Как работает интеграция Ethernet с кабелями LinkX?

Возможности LinkX Ethernet

Каналы связи NVIDIA LinkX специально разработаны для включения Ethernet в высокопроизводительные вычислительные среды и среды центров обработки данных. Они способны работать на скоростях Ethernet от 25 до 800 Гбит/с и будут соответствовать новейшим стандартам производительности, необходимым для сетей. Благодаря передовым технологиям обработки сигналов, таким как модуляция PAM4 и прямое исправление ошибок (FEC), LinkX гарантирует целостность данных и минимизирует потерю пакетов, тем самым повышая надежность передачи Ethernet. Кабели также оснащены современными функциями с низкой задержкой, которые улучшают работу высокопроизводительных приложений и сокращают период ожидания передачи данных.

Более того, кабели LinkX выдерживают электромагнитные помехи благодаря превосходному экранированию и использованию специальных диэлектрических материалов, что называется электромагнитной совместимостью (ЭМС), что делает кабели идеальными. Эти свойства имеют решающее значение при плотном развертывании сетей, где наблюдается большое количество помех сигнала. Кроме того, в линейке LinkX также имеются активные оптические кабели (AOC) и медные кабели прямого подключения (DAC), что позволяет развертывать их в некоторых сценариях на основе полосы пропускания и расстояния. Все эти особенности позиционируют NVIDIA LinkX очень хорошо в интеграции Ethernet, делая эти решения наиболее подходящими для современной сетевой среды.

Роль центров обработки данных в интеграции Ethernet

Центры обработки данных имеют решающее значение для интеграции Ethernet, поскольку они выступают в качестве координационного центра для потока трафика и обработки данных. Они имеют коммутационные и маршрутизирующие устройства, которые способны к подключению Ethernet с высокой пропускной способностью, тем самым способствуя эффективному сетевому взаимодействию между серверами, хранилищами и внешними средами. Структура, которая находится в центрах обработки данных, способна мгновенно обрабатывать огромные объемы информации, а использование технологии NVIDIA LinkX обеспечивает эффективность. Интеграция Ethernet в центрах обработки данных позволяет сетям беспрепятственно расти в ответ на растущее использование. Кроме того, центры обработки данных используют передовые системы мониторинга и управления, чтобы гарантировать надежность и защиту сети, тем самым позволяя защищать сети на основе Ethernet.

Уменьшение сетевой задержки с помощью NVIDIA

NVIDIA решает сетевые проблемы, в частности задержку, несколькими различными способами, как показано в некоторых из последних достижений, описанных в обзорах компьютерных технологий. Прежде всего, адаптеры NVIDIA Mellanox оснащены технологией RDMA (Remote Direct Memory Access), которая позволяет снизить задержку за счет прямого доступа к блокам памяти и пропуска через хост-процессоры. Кроме того, NVIDIA может рассчитывать на сетевые интерфейсные карты (NIC), которые имеют очень высокий уровень производительности, который обеспечивает низкие диапазоны задержек; это важно для приложений и служб реального времени в центрах обработки данных и, наконец, через DPU (Data Processing Units), которые являются еще одной категорией SmartNIC, Стремясь к десегрегации приложений по серверным узлам, NVIDIA планирует и эффективно реализует до 8 раз лучшую разгрузку и ускорение сетевых и безопасных процессов, обеспечивая быстрые вычисления с минимальными простоями, возможно, в форме интенсивных рабочих нагрузок GPU, что означает операционную обработку действий, которые подходят для распределенных архитектур. В целом эти технологии улучшают возможности сети, справляясь с медленным временем отклика посредством усовершенствования архитектуры, реализованной на основе множества решений, практически в любой компьютерной среде.

Изучение вариантов: ЦАП и оптические кабели

Характеристики медных кабелей прямого подключения

Кабели Direct Attach Copper (DAC) являются ключевыми элементами производительности оборудования центра обработки данных, поскольку они позволяют осуществлять множество соединений. Ниже приводится подробное описание характеристик, которые определяют, почему сетевое взаимодействие с кабелями DAC является надежным: 

• Эффективность затрат: Кабели DAC стоят дешевле оптических кабелей, что позволяет системам развертывания на короткие расстояния оставаться в разумных экономических пределах. 
• Низкая задержка: Работая с малой задержкой, эти кабели подходят для передачи быстрых потоков данных с минимальной задержкой для различных задач. 
• Высокая скорость передачи данных: Кабели, способные работать на высоких скоростях передачи данных, абсолютно необходимы для удовлетворения потребностей современных шкафов передачи данных в пропускной способности, и ЦАП действительно соответствуют этим требованиям. 
• Энергоэффективность: Они также снижают стоимость эксплуатации центров обработки данных, поскольку для их использования не требуются дорогостоящие оптические трансиверы, что привело к тому, что они потребляют меньше энергии. 
• Легкость установки: Базовая структура и функции кабелей DAC облегчают установку и обслуживание, поскольку они используют технологию «plug and play», что упрощает развертывание. 
• Прочность: Провода DAC, изготовленные из прочных материалов, обеспечивают прочность проводов, а также долговечность и надежность в местах с высокой плотностью размещения. 
• Совместимость: Кроме того, их можно подключать к большинству устройств, включая коммутаторы, маршрутизаторы, серверы, поэтому их можно интегрировать в уже существующую инфраструктуру без каких-либо проблем.
• Устойчивость к электромагнитным помехам: Кабели DAC также позволяют пользователю сдерживать электромагнитные помехи, обеспечивая безопасность данных и сводя к минимуму ошибки передачи.

Таким образом, эти особенности кабелей DAC вносят существенный вклад и помогают удовлетворить требования передачи данных на высоких скоростях в современных сетевых архитектурах Ethernet, обеспечивая простоту расширения и интеграции без каких-либо проблем.

Преимущества активных оптических кабелей

С точки зрения сферы применимости AOC можно утверждать, что возможности огромны, учитывая тот факт, что AOC обеспечивает эффективную передачу по расширенным полосам пропускания, центрам обработки данных, корпоративным сетям и т. д. Одна из причин их высокого спроса заключается в их отказоустойчивости. Одной из проблем, которую решает AOC, является ems. Случай этого типа кабеля коррелирует с улучшением содержания и максимальной эффективностью и качеством сигнала. Кроме того, поскольку одной из целей этого типа кабеля является улучшение возможностей передачи данных с помощью оптоволоконного кабеля в крупных сетях, можно с уверенностью предположить, что любые данные будут передаваться по кабелю, проходящему на большие расстояния. Более того, хотя стоимость инфраструктуры обычно считается дорогостоящей, в этом случае растущая зависимость от передачи данных в отрасли заставила произойти изменения, что означает, что производительность AOC перевешивает стоимость инфраструктуры, требующей обновления. Наконец, сделанный вывод заключается исключительно в том, что AOC не так устойчивы, как DAC, и потому что они коррелируют с более быстрой передачей. AOC обеспечивают более длительную передачу данных, позволяя использовать их в корпоративных сетях и предлагая более сложные приложения.

Выбор между DAC и AOC

Выбор медных кабелей прямого подключения (DAC) или активных оптических кабелей (AOC) в сети определяется рядом аспектов, каждый из которых необходим для удовлетворения конкретных требований в сетях.

• Требования к расстоянию: Если сеть охватывает большие расстояния, кабели AOC являются лучшими для такой инфраструктуры, поскольку они могут достигать расстояния от одного конца до другого на расстоянии 100 метров и более; кабели DAC в большинстве случаев рассчитаны на более короткие расстояния, при этом максимальное расстояние от одного конца до другого составляет 7 метров или меньше, что может использоваться в одной серверной стойке или устройствах, расположенных очень близко друг к другу.
• Соображения стоимости: Поскольку кабели DAC используют медь и их проще производить, они обычно являются более дешевым вариантом. Хотя кабели AOC дороже, более низкая стоимость компенсируется более высокой ценой на больших расстояниях в ряде случаев использования, которые оправдывают дополнительную стоимость.
• Пропускная способность и производительность: AOC лучше всего работают, когда требуется высокая пропускная способность, иногда достигающая 400 Гбит/с, что делает их наиболее подходящими для высокопроизводительных вычислений и задач с интенсивным использованием данных. Хотя DAC также очень полезны, поскольку многие из них поддерживают 100 Гбит/с, они не будут идеальными для мест, где требуется максимальный выход на больших площадях.
• Факторы окружающей среды: Ни одна среда не идеальна, но некоторые, похоже, принимают во внимание лучшие меры против определенных угроз. Идеальным примером здесь является то, как AOC спроектирован для поглощения помех от ЭМИ. С другой стороны, кабели DAC также не так эффективны в смягчении ущерба от ЭМИ.
• Инфраструктура и установка: Вес является важным фактором при установке телекоммуникационного оборудования, поскольку всегда есть ограничивающий фактор, связанный с плотностью оборудования, устанавливаемого в центре обработки данных, как в случае AOC в центре обработки данных. Напротив, кабели DAC обладают большей массой и более жесткие, что подходит для простых и коротких установок.

В заключение следует отметить, что характеристики и цели AOC и DAC почти обратно пропорциональны. Вот почему оценка конкретных требований проблемы и среды может привести к лучшему выбору между ними при выполнении конкретной высококлассной задачи в области сетевых систем.

Как добиться экономичного сетевого взаимодействия с помощью LinkX?

Бюджетные решения с LinkX

• Выбор правильного кабеля: Выберите DAC для сетевых требований до 100 Гбит/с и если установка довольно простая. Для более сложной архитектуры центра обработки данных AOC лучше всего подойдут для приложений с более высокой производительностью.
• Максимизация пропускной способности: Для пространств, требующих обоснованной скорости передачи данных, приоритет будет отдаваться AOC, несмотря на более высокую стоимость.
• Экологические соображения: В секторах с высоким уровнем ЭМП предпочтительнее использовать AOC, чтобы гарантировать наличие ошибок передачи. В областях, где роботы с ЭМП незначительны, используйте DAC, поскольку это более экономично. 
• Установка и дизайн: Для плотной конструкции сети может быть полезным развертывание AOC; в то же время в сценариях с низкой плотностью, которые особенно ограничены в бюджете, может быть лучше использовать DAC.

Максимизация производительности при ограниченном бюджете

Хорошая оптимизация производительности с учетом расходов связана с балансировкой необходимой производительности и ее стоимости. Начните с тщательной оценки текущих требований к сети и ожидаемого расширения, чтобы выбрать правильные технологии. Отдавайте приоритет AOC в обстоятельствах, когда гибкие соединения могут значительно повысить производительность, особенно в сложных плотных конфигурациях. С другой стороны, используйте DAC в менее сложных конфигурациях, поскольку это помогает снизить затраты, тем самым гарантируя, что ваш автоматический выбор соответствует как текущим требованиям, так и будущему потенциалу роста. Кроме того, регулярные оценки и обновления инфраструктуры также помогают достичь оптимизированной производительности без ненужных улучшений.

Каковы области применения трансиверов LinkX?

LinkX в высокоскоростных сетях Infiniband

Трансиверы LinkX являются важным элементом высокоскоростных сетей Infiniband в кластерной среде, поскольку они обеспечивают взаимодействие между вычислительными кластерами. Они обеспечивают высокие скорости передачи данных, необходимые для операций, требующих быстрой передачи данных, таких как параллельные вычисления и сложные вычисления данных. Предоставляя надежное решение с низкой задержкой, трансиверы LinkX гарантируют соответствующий поток данных, который необходим в сценариях высокопроизводительных вычислений. Их использование с архитектурой Infiniband позволяет расширять сеть, что жизненно важно при растущих требованиях к данным.

Совместимость с системами искусственного интеллекта

Трансиверы LinkX были специально созданы для удовлетворения основных требований для успешной работы систем искусственного интеллекта (ИИ), которые требуют высокоскоростной связи с малой задержкой. Учитывая факторы, упомянутые выше, трансиверы LinkX существенно повышают производительность систем ИИ, которые уже характеризуются высоким уровнем параллельного потока данных и большими вычислительными нагрузками. Поэтому эти трансиверы сконструированы для обеспечения скорости передачи данных, необходимой для типичной скорости обработки алгоритмов ИИ, работающих с входными данными в реальном времени, для максимальной точности и эффективности.

В ходе детального сравнительного анализа было отмечено, что трансиверы LinkX работают лучше, чем обычные отключаемые трансиверы в приложениях ИИ. Типичные значения этих показателей составляют 20%-ное сокращение задержки по сравнению с отключаемыми трансиверами в приложениях ИИ, таких как обучение моделей глубокого обучения, где скорость выполнения задач значительно влияет на нормы производительности алгоритмов. Кроме того, трансиверы LinkX обеспечивают поддержку масштабируемых сетевых архитектур, что в свою очередь повышает способность систем ИИ к росту из-за избыточных требований к обработке и обработке данных. Такая масштабируемость будет жизненно важна для организаций, желающих защитить свою инфраструктуру ИИ от постоянно растущих требований к данным в будущем.

Работая в очень сложном и эффективном режиме, трансиверы LinkX являются отличным дополнением к системам искусственного интеллекта, поскольку они обеспечивают надежное управление данными, что приводит к повышению производительности в машинном обучении, предиктивной аналитике и т. д.

Использование LinkX в подсистемах хранения данных

Трансиверы LinkX повышают производительность подсистем хранения данных, обеспечивая плавные соединения и операции с малой задержкой. В современных компьютерных системах хранения данных с большими объемами данных конечного пользователя, к которым необходимо быстро получить доступ и извлечь данные, LinkX уникален, поскольку он поддерживает еще лучшие технологические протоколы и большой объем трафика. Это делает его важнейшей технологией для сетей хранения данных (SAN) и сетевых хранилищ (NAS). Кроме того, разработанные трансиверы надежно повысили масштабируемость инфраструктуры хранения данных, в которую будет включено устройство, поскольку по мере увеличения объема данных возникла необходимость в расширении. Кроме того, интеграция трансиверов LinkX в существующую инфраструктуру хранения данных была простой, что защищало инвестиции и одновременно улучшало развертывание новых направлений управления данными.

Справочные источники

InfiniBand

Компьютерная сеть

Сетевой коммутатор

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: Почему кабель NVIDIA LinkX является лучшим вариантом для межсоединений с самой высокой пропускной способностью?

A: Продукты изготовлены для обеспечения высокой пропускной способности и надежной производительности с кабелями и трансиверами LinkX для центров обработки данных NVIDIA. Они используют передовые технологии, включая 50G-PAM4 и 25G-NRZ, которые значительно повышают скорость подключения и цементируют решения по межсоединению, как в своем классе.

В: Предназначены ли кабели NVIDIA LinkX для подключения к нескольким коммутаторам и сетевым адаптерам?

A: Да, кабели и трансиверы NVIDIA Mellanox LinkX Ethernet были разработаны с учетом совместимости с различными коммутаторами и сетевыми адаптерами; таким образом, поддерживается интеграция многих сетевых устройств.

В: Каковы наилучшие бюджетные альтернативы кабелям LinkX NVIDIA?

A: Конечно, есть те, кто ищет более низкие цены; LinkX предлагает некоторые пассивные медные и DAC-кабели, которые не требуют больших вложений, но при этом обеспечивают эффективную работу.

В: Каким образом активный или пассивный разветвительный кабель повышает производительность других устройств NVIDIA LinkX?

A: С помощью кабеля-разветвителя DAC на картинке вы можете подключить много устройств с эффективным использованием портов, а также сократить потребление энергии. Это гарантирует, что устройства будут работать с оптимальной эффективностью, оптимизируя затраты.

В: Каково энергопотребление кабелей NVIDIA LinkX по сравнению с другими решениями?

A: Потребление энергии не является проблемой или, скорее, поводом для беспокойства при использовании этих решений, поскольку продукты LinkX, включающие пассивные медные кабели и кабели AOC, спроектированы таким образом, что им вообще не требуется питание, что дополняет энергоэффективные высокоскоростные межсоединения.

В: Какие варианты длины доступны для кабелей NVIDIA Mellanox LinkX?

A: NVIDIA Mellanox предлагает несколько вариантов длины кабелей — 0.5 м, что удобно для определенных сетевых требований.

В: Каким образом кабели NVIDIA LinkX обеспечивают надежную работу?

A: Перед тем, как быть развернутыми для использования на практике, кабели NVIDIA LinkX проходят ряд тестов, в ходе которых их параметры увеличиваются, чтобы доказать и гарантировать их надежность. Такие кабели LinkX маркируются как 100% надежные, имеющие поддерживаемые компоненты, такие как 200G NDR и 400.

В: Существуют ли специальные кабельные решения NVIDIA LinkX для конфигураций top-of-rack?

A: Лицензированный кабель NVIDIA LinkX для конфигурации top-of-rack может обеспечить необходимую функциональность с помощью специальных кабелей LinkX, оснащенных необходимыми разъемами QSFP и OSFP.

В: Что делать, если мне нужна определенная конфигурация кабеля NVIDIA LinkX?

A: Если вам не нужна единая конфигурация, обратитесь к нам или в компанию PNY Networking Solutions за надлежащими рекомендациями, которые помогут вам достичь вашей цели.