Переход на VSFF – вместе с Patchwork

Развитие технологий искусственного интеллекта (ИИ) ведет к невероятному росту потребности в высокопроизводительных вычислениях. Объем информации, загружаемой для тренировки/проверки алгоритмов ИИ, растет по экспоненте – от 2 Збайт в 2010 г. до почти 400 Збайт в 2028-м. При таких масштабах обрабатываемой информации главными становятся три аспекта: энергоэффективность, охлаждение и скорость вычислений. Каждый из них – предмет отдельного исследования. 

В рамках перехода на новые типы соединителей для кабельных сборок все три аспекта существенно влияют на разработку нового трансивера с поддержкой скорости передачи данных до 1,6 Тбит/с. Трансивер, который является «промежуточным» устройством, предназначенным для объединения высокопроизводительных процессоров в единый кластер, характеризуется высокими энергопотреблением и тепловыделением при том, что скорость передачи сигналов по электрическим цепям имеет физические ограничения. Например, с повышением скорости передачи с 400 до 800 Гбит/с энергопотребление трансиверов выросло в два раза – до 18 Вт на трансивер. Если учесть, что только в вычислительном блоке устройства DGX H100 от Nvidia имеются четыре трансивера, то становится понятно, что увеличение энергопотребления еще в 2 раза – очень серьезный вызов. При этом нужно принять во внимание, что расходы электроэнергии, связанные с коммутацией и охлаждением устройств, увеличивают энергопотребление в три раза на одну стойку GPU. 

В перспективе применение новых энергоэффективных лазеров позволит снизить энергопотребление трансиверов. Но путь этот не быстрый, а прогнозируемый ежегодный рост спроса на полупроводниковые компоненты для ЦОД на уровне 38% в течение следующих пяти лет делает данную задачу важной, но не самой первоочередной. Тем более что есть еще как минимум одно принципиальное ограничение, связанное с передачей сигналов по электрическим цепям.

Перевод частоты передачи сигнала по электрическим цепям печатных плат с 28 на 56 ГГц увеличил их стоимость за счет использования более дорогих материалов. А применение кодировки сигнала PAM-4 позволило за один такт передавать в два раза больше информации, т.е. 112 Гбит/с на той же частоте несущей. Применение PAM-6 или PAM-8 хотя и увеличивает объем передаваемой за один такт информации, но повышает коэффициент ошибок, что неприемлемо в супернадежных сетях ИИ. Институт инженеров электротехники и электроники IEEE создал специальную комиссию для разработки стандарта 200 Гбит/с на одной полосе (lane) – 802.3dj, и она уже предложила ряд интересных решений, позволяющих преодолеть скин-эффект, справиться с высоким тепловыделением и другими проблемами, обусловленными «электрической составляющей». Применение стандарта 200 Гбит/с по одной полосе позволит сократить количество полос до восьми (восемь на прием и восемь на передачу). 

В дальнейшем мы сможем комбинировать восемь полос при помощи, например, мультиплексирования сигнала, что позволит уменьшить количество волокон в соединителях подключаемых оптических сборок. Однако интерес представляет именно вариативность подключений с точки зрения плавного перехода на соединители следующего поколения с очень малым форм-фактором – VSFF, в которых будет обеспечиваться простое деление: одна полоса (lane) на одно волокно. Так, исходя из общей скорости 1,6 Tбит/с, можно распределить потоки на восемь устройств по 200 Гбит/с, объединив восемь дуплексных VSFF-соединителей в один порт трансивера. C этой точки зрения весьма интересны трансиверы OSFP1600 и QSFPP-DD1600, поскольку разработка еще одного варианта (OSFP-XD) застопорилась на уровне патентных споров.

 

Хотя скорости 1,6 Тбит/с только начинают использоваться на практике, компания Patchwork уже представила свои новые коммутационные breakout-панели с фронтальным расположением всех портов – в вариантах 8xMTP(8)/32xdLC и 8хMTP(16)/16xMTP(8). Такое исполнение панелей наиболее удобно для организации подключений кластеров с GPU и в ряде других случаев, когда использование обычных панелей с подключениями фронт-тыл не оптимально с точки зрения организации кабельной системы.

 

Компания Patchwork – многолетний партнер US Conec, ведущего производителя оптических соединителей, – прошла обучение у производителя и до конца года планирует завершить процесс сертификации по работе с новым типом многоволоконного VSFF-коннектора MMС. Это в дополнение к имеющимся сертификации и опыту работы с VSFF-соединителями MDC выводит Patchwork в лидеры российского рынка разработки и поставки оптических компонент и комплексных решений для кабельной инфраструктуры ЦОД любого масштаба и сложности.

 

В бесперебойном снабжении высокопроизводительных процессоров данными роль кабельной инфраструктуры в целом и оптических сборок в частности существенно возрастает. Помимо требований к качеству полировки волокон в ферулах соединителей и вносимых потерь в кассетах и сборках, есть множество общих вопросов организации сети кабельных подключений, в которых поможет разобраться «Руководство по проектированию Mycelium» от компании Patchwork. Кроме того, вопросы проектирования сетей для ИИ будут рассмотрены в серии вебинаров на платформе zubrit.ocs.ru (следите за анонсами на сайте http://www.patchwork.by в разделе «Новости»).

Заметили неточность или опечатку в тексте? Выделите её мышкой и нажмите: Ctrl + Enter. Спасибо!