كابلات الألياف لمراكز بيانات الذكاء الاصطناعي: 400G/800G ومجموعات GPU

إجابة سريعة: ما هي كابلات الألياف الأفضل لمراكز بيانات الذكاء الاصطناعي؟

بالنسبة لمعظم مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي التي تشغل مجموعات وحدات معالجة الرسومات بسعة 400 جيجا أو 800 جيجا، فإن تصميم الطبقة المادية -الموصى به هو نظام كابلات ألياف منظم مبني حولألياف OM4 أو OM5 أو OS2، خسارة منخفضة-.صناديق MTP/MPO، ولوحات التصحيح-عالية الكثافة، والقطبية الموثقة، واختبار القبول الكامل. استخدم OM4 أو OM5 للروابط الورقية القصيرة من GPU-إلى-، واستخدم ألياف الوضع الأحادي-OS2 للعمود الفقري، أو بين-المباني، أو DCI، أو روابط الوصول المستقبلية غير المؤكدة-.

1. لماذا يعتبر كابل الألياف الضوئية هو الأساس الصحيح لمراكز بيانات الذكاء الاصطناعي

مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي ليست مجرد إصدارات أكبر من مراكز بيانات المؤسسات التقليدية. يعتمد التدريب الكبير على نماذج اللغة، وأنظمة التوصية، وأحمال عمل-الرؤية الحاسوبية، ومسارات الاستدلال الموزعة، على عرض النطاق الترددي العالي-، والاتصال المنخفض-غير المستقر عبر العديد من وحدات معالجة الرسومات. يجب أن تقوم الشبكة بنقل التدرجات وأجزاء النموذج ونقاط التفتيش وحركة التخزين وحركة الإدارة دون تحويل الكابلات إلى عنق الزجاجة المخفي.

لا يزال للنحاس دور في الروابط القصيرة جدًا-في الحامل، خاصة أن DAC يعمل على مسافة أقل من بضعة أمتار. ولكن بمجرد أن يمتد التصميم على رفوف متعددة، أو صفوف متعددة، أو طبقات مفاتيح متعددة، تصبح الألياف هي الوسيلة الأكثر قابلية للتطوير. توفر الألياف كثافة أعلى لعرض النطاق الترددي، وإمكانية وصول أطول، ووزن كابل أقل، وتدفق هواء أفضل، ومناعة ضد التداخل الكهرومغناطيسي في بيئات حامل وحدة معالجة الرسومات الكثيفة بقدرة 30-100 كيلووات.

1.1 أربع خصائص تدفع إلى التصميم البصري-الأول

2. اختيار نوع الألياف المناسب: مقارنة بين OM3 وOM4 وOM5 وOS2

يحدد قرار نوع الألياف الحد الأقصى لترقيات السرعة المستقبلية. يمكن استبدال أجهزة الإرسال والاستقبال والمفاتيح كل بضع سنوات، ولكن يمكن أن يبقى الزجاج في المبنى لمدة تتراوح بين 15 و20 عامًا إذا تم تركيبه وتوثيقه بشكل صحيح. يمكن أن يؤدي اختيار مصنع ألياف-من الدرجة الأقل لتوفير نسبة صغيرة من تكلفة الكابلات الأولية إلى إنشاء تكلفة إعادة سحب أكبر بكثير-أثناء التحديث التالي لأجهزة وحدة معالجة الرسومات.

المجد للبصرياتنطاق كابلات الألياف الضوئية الداخليةيتضمن خيارات OM4، وOM5، وOS2 لبيئات مركز البيانات التي يتم التحكم فيها. تنطبق قواعد الاختيار التالية سواء كان المشروع مشروعًا جديدًا أو ترقية من 400 جيجا- إلى 800 جيجا.

2.1 مصفوفة المقارنة الكاملة

2.2 قاعدة اختيار الألياف لمدة 30 ثانية

3. الموصلات والقطبية: MPO-12، وMPO-16، وMTP، والحصول على النوع B مقابل النوع C بشكل صحيح

بمجرد أن تتجاوز سرعات الارتباط 400 جيجا، تصبح العديد من القنوات روابط بصرية متوازية. بدلاً من إرسال واحد واستقبال واحد من الألياف، تحمل الممرات المتعددة الإشارة الإجمالية. عند هذه النقطة، تصبح جودة الموصل وانضباط القطبية من الأسباب الرئيسية لفشل المجال. لا يزال من الممكن أن يفشل كابل الألياف المثالي إذا تم قلب مسارات الإرسال والاستقبال بشكل غير صحيح.

3.1 MPO مقابل MTP

MPO عبارة عن-دفعة ألياف متعددة-على واجهة الموصل المحددة بواسطة معايير IEC/TIA. MTP هو تنفيذ متوافق مع MPO -من شركة US Conec مع تفاوتات ميكانيكية أكثر إحكامًا وحلقة عائمة وخسارة إدخال أقل عادةً. بالنسبة إلى 400G و800G، حدد تجميعات MTP/MPO ذات الخسارة المنخفضة- حيث يكون هامش القناة ضيقًا.

المجد للتوريدات البصريةتجميعات وصناديق MTP/MPOلكابلات مركز البيانات عالية الكثافة-، بما في ذلك قنوات OS2، وOM4، وOM5، وMPO-إلى-MPO، وMPO-إلى-LC، والتجمعات ذات العلامات القطبية-، ووثائق اختبار المصنع.

3.2 عدد الألياف: MPO-8، وMPO-12، وMPO-16، وMPO-24

3.3 إدارة القطبية

تعد حالات عدم تطابق القطبية إحدى مشكلات "عدم ظهور الرابط" الأكثر شيوعًا في أنسجة الذكاء الاصطناعي عالية الكثافة-. المشكلة قابلة للاسترداد، لكن تصحيح أخطاء الإنتاج يمكن أن يضيع ساعات إذا لم يتم توثيق القطبية قبل التثبيت.

3.4 APC مقابل UPC End-الوجه

تعتبر موصلات UPC شائعة في الأوضاع المتعددة والعديد من روابط مراكز البيانات ذات الوضع الفردي-القصيرة. تستخدم موصلات APC وجهًا مائلًا بزاوية 8-درجة-لتقليل الانعكاس الخلفي-وهي شائعة حيث يجب التحكم في فقدان الإرجاع. لا تقم مطلقًا بربط موصلات APC وUPC معًا؛ يمكن أن يؤدي عدم تطابق الهندسة إلى إتلاف الوجه النهائي ويؤدي إلى خسارة شديدة في الإدراج.

4. هندسة الشبكة: الواجهة الأمامية، والخلفية، والعمود الفقري للأوراق، وقضبان وحدة معالجة الرسومات

يقوم كل مركز بيانات يعمل بالذكاء الاصطناعي بتشغيل شبكات متعددة، ولكن أهم اثنتين من وجهة نظر الكابلات هما شبكة الواجهة الأمامية ونسيج الذكاء الاصطناعي الخلفي. فهي تحمل حركة مرور مختلفة، وتتصرف بشكل مختلف تحت الحمل، ولا يجب التعامل معها على أنها نفس مشكلة الكابلات.

4.1 السكك الحديدية-الهندسة العمودية للأوراق-المحسّنة

في بنية GPU المحسنة للسكك الحديدية-، يتم تعيين كل مجموعة GPU أو NIC إلى سكة تبديل محددة. يقلل هذا النمط من الازدحام في العمليات الجماعية ويساعد في الحفاظ على إمكانية التنبؤ بحركة التدريب الساخنة. بالنسبة لفريق الكابلات، فهذا يعني أن خطة الاتصال يجب أن تعكس خريطة السكة الحديدية لوحدة معالجة الرسومات-إلى-وحدة معالجة الرسومات تمامًا. تسمية الكابلات ليست مجرد تسمية؛ يصبح جزءًا من طوبولوجيا الكتلة.

4.2 تخطيط الطبقة المادية-الموصى به

بالنسبة للمجموعات التي تتجاوز بضع مئات من وحدات معالجة الرسومات، يصبح من الصعب تشغيل التصحيح المباشر. نهج منظم باستخداملوحات تصحيح الألياف الضوئيةووحدات الكاسيت والقنوات المنتهية-والعلامات المستندة إلى السكك الحديدية-تمنح فريق العمليات مسارًا للترقية وعزل الأخطاء وإضافة السعة بدون إعادة الكابلات الليلية بالكامل.

5. حساب ميزانية الخسارة: لماذا يمكن لـ 0.5 ديسيبل أن ينهي عملية التدريب

يعمل كل رابط بصري ضمن ميزانية طاقة محدودة تحددها مواصفات جهاز الإرسال والاستقبال. إن توهين الألياف، وفقدان إدخال الموصل، والتوصيلات، وأشرطة الكاسيت، ولوحات التوصيل، وتلوث الوجه -الطرفي، وانحراف درجة الحرارة، والتعامل مع التآكل، كلها أمور تستهلك هذه الميزانية. عندما تتجاوز الخسارة حد القناة، قد يفشل الارتباط في التدريب أو التشغيل باستخدام تصحيح تصحيح الأخطاء (FEC) الثقيل، مما يؤدي إلى زيادة الطاقة وزمن الوصول.

5.1 ميزانيات الخسارة المرجعية لـ 400G و800G

الفكرة الأساسية بسيطة: عند 800G، يمكن أن يستهلك وجه MPO واحد متسخ -جزءًا كبيرًا من الهامش المتاح. لهذا السبب، يجب أن يكون فحص الموصل وتنظيفه بمثابة بوابة تشغيل، وليس أفضل -مهمة بعد فشل الارتباط.

5.2 نموذج حساب ميزانية الخسارة

6. إدارة الكابلات والنشر والاختبار

6.1 تم الإنهاء مسبقًا-في مقابل الحقل-تم الإنهاء

6.2 إدارة الكابلات بكثافة ألياف عالية

• الحفاظ على نصف قطر الانحناء:اتبع حدود الشركة المصنعة للكابل أثناء السحب وبعد التثبيت.
• حماية تدفق الهواء:يجب ألا تعيق الحزم العلوية وتحت الأرضية تدفق الهواء الساخن في الممر-.
• التسمية قبل التثبيت:يجب وضع علامة على طرفي كل صندوق قبل سحب الكابل.
• رمز اللون-بالسكك الحديدية والكبسولة:التحقق البصري يقلل من الخطأ أثناء نوافذ الصيانة.
• احتياطي المسار الاحتياطي:تتوسع مجموعات الذكاء الاصطناعي بشكل غير-خطي؛ غالبًا ما يكون إصلاح تشبع المسار أصعب من إصلاح تشبع المنفذ.

6.3 بروتوكول اختبار -المستويات الأربعة

نظافة الموصل مهمة بشكل خاص بالنسبة لـ 800G. شاهد المجد البصريدليل تنظيف موصل الألياف الضوئيةلإجراءات الفحص-التنظيف-الفحص وأخطاء التنظيف الشائعة.

7. قواعد اللعبة الخاصة بالترحيل من 400 جيجا إلى 800 جيجا

معظم المشغلين لا يبنون من ورقة فارغة. إنهم يشغلون 400G اليوم، ويواجهون ضغوطًا لنشر أجيال وحدة معالجة الرسومات 800G، ويحتاجون إلى خطة ترحيل تحافظ على أكبر قدر ممكن من مصنع الكابلات الحالي. يتم تنفيذ النهج الصحيح على مراحل وتوثيقه واختباره قبل تحويل الإنتاج.

8. التحضير لـ 1.6T: الهندسة المعمارية، والألياف، والجدول الزمني

أصبح تخطيط 1.6T Ethernet جزءًا من خرائط طريق مركز بيانات الذكاء الاصطناعي. يغطي IEEE 802.3df-2024 شبكة إيثرنت 400G و800G، وIEEE P802.3dj هو العمل المستمر لتشغيل 200G و400G و800G و1.6T. نظرًا لأن المعايير وتنسيقات الوحدات وتطبيقات البائعين مستمرة في التطور، فيجب كتابة كابلات 1.6T كخطة جاهزية بدلاً من افتراض منتج ثابت.

8.1 أربعة قرارات تتعلق بالبنية التحتية يجب اتخاذها اليوم

• نبات الألياف:اختر OM5 أو OS2 للطرق الجديدة حيث يكون عدم اليقين بشأن الترقية مرتفعًا.
• مسار الموصل:حجز مساحة لعدد أكبر من -الألياف-تنسيقات MPO والتصميمات الجانبية المستقبلية.
• كثافة لوحة التصحيح:تجنب ملء التثبيت الأول بنسبة 100%؛ الكثافة الاحتياطية هي أحد أصول الترقية.
• حجز مسار CPO:ضع في الاعتبار التبديل المستقبلي-لتوجيه الألياف الأمامية للبصريات المجمعة-.

8.2 1.6قائمة التحقق من الاستعداد

9. عائد الاستثمار والتكلفة الإجمالية للملكية: تحقيق حالة استثمار الألياف

تواجه البنية التحتية للألياف أحيانًا تحديات في مرحلة الموافقة على النفقات الرأسمالية لأن عنصر خط الكابل يكون مرئيًا بينما تكون التكاليف المتجنبة أقل وضوحًا. يشتمل نموذج التكلفة الإجمالية للملكية الأكثر اكتمالاً على البصريات، والعمالة، والطاقة، والتبريد، وإعادة العمل، ووقت التوقف عن العمل، وMTTR، ومخاطر-إعادة السحب المستقبلية.

10. المعايير المرجعية في طلبات تقديم العروض ووثائق التصميم

إن الاستشهاد بالمعايير الصحيحة في وثائق المشتريات يجعل مقترحات البائعين قابلة للمقارنة ويساعد في الحفاظ على موضوعية اختبار القبول. ينبغي استخدام المعايير الواردة أدناه كمراجع، مع التحقق من النسخة النهائية أثناء عملية الشراء.

11. قائمة مراجعة المشتريات لكابلات الألياف الضوئية لمركز بيانات الذكاء الاصطناعي 400G/800G

قبل تقديم الطلب، يجب التحقق من قائمة المواد وفقًا لبنية الشبكة وشروط التثبيت. وهذا يمنع القطبية الخاطئة، وعدد الألياف غير الكافي، وعدم تطابق الموصل، وفقدان -فشل الميزانية، وفقدان القدرة الاحتياطية.

معلومات للتأكيد قبل الاقتباس

• هدف السرعة:تصميم جاهز بسعة 400 جيجا أو 800 جيجا أو 1.6 تي-.
• نوع الألياف:OM4 أو OM5 أو OS2 بناءً على المسافة وخريطة طريق الترقية.
• نوع الموصل:LC، MPO-12، MPO-16، MPO-24، أو التخطيط عالي الكثافة.
• طريقة القطبية:النوع A، أو النوع B، أو النوع C، موثق قبل الإنتاج.
• جنس الموصل والتوجه الرئيسي:مهم بشكل خاص لصناديق MTP/MPO وأنظمة الكاسيت.
• متطلبات فقدان الإدراج:تجميعات الدرجات القياسية-الخسارة أو-الخسارة/النخبة-المنخفضة.
• تصنيف سترة:LSZH، أو OFNR، أو OFNP، أو متطلبات مثبطات اللهب-الخاصة بالمشروع.
• جدول الطول:طول المسار المُقاس بالإضافة إلى حلقة الخدمة وخطة الإدارة المتراخية.
• حكم وضع العلامات:الكبسولة، والرف، والسكك الحديدية، ومنفذ التبديل، ومعرف صندوق السيارة، ومنفذ الوجهة.
• تقرير اختبار المصنع:فقدان الإدراج، وخسارة العودة حيثما ينطبق ذلك، والقطبية، وسجلات الفحص البصري.

12. الأسئلة المتداولة

س: ما هي الألياف الأفضل لمراكز بيانات 400G و800G AI؟

ج: بالنسبة للارتباطات الورقية-إلى-وحدة معالجة الرسومات القصيرة التي يقل طولها عن 100 متر تقريبًا، فإن الألياف متعددة الأوضاع OM4 أو OM5 ذات قنوات MTP/MPO منخفضة-الخسارة هي عادةً الخيار الأكثر فعالية من حيث التكلفة-. بالنسبة إلى روابط العمود الفقري، أو-المباني، أو DCI، أو روابط الوصول إلى المستقبل غير المؤكد-، فإن الألياف ذات الوضع الفردي-لنظام التشغيل OS2 تكون عادةً أكثر أمانًا. يجب أخذ OM5 أو OS2 في الاعتبار عندما يحتاج المشروع إلى مسار ترحيل أقوى 1.6T.

س: ما هو الفرق بين موصلات MPO وMTP؟

ج: MPO هو -دفع الألياف المتعددة-على واجهة الموصل المحددة بواسطة معايير IEC/TIA. MTP هو تنفيذ متوافق مع MPO -من شركة US Conec مع تفاوتات ميكانيكية أكثر إحكامًا وحلقة عائمة وخسارة إدخال أقل عادةً. بالنسبة للقنوات ذات 400 جيجا و800 جيجا، تساعد تجميعات MTP منخفضة الخسارة أو تجميعات MPO المكافئة في الحفاظ على الهامش البصري.

س: ما هي القطبية التي ينبغي استخدامها للبصريات المتوازية 800G؟

ج: يظل النوع-B شائعًا في عمليات النشر من 40 جيجا إلى 400 جيجا. بالنسبة لمشروعات 800G SR8 أو DR8، يجب تأكيد القطبية وفقًا لتصميم جهاز الإرسال والاستقبال والشريط وصندوق الأمتعة الدقيق. المفتاح لا يتمثل في افتراض: توثيق القطبية في قائمة مكونات الصنف (BOM)، وملصق الكابل، وسجل لوحة التصحيح، وقائمة التحقق من القبول قبل الإنتاج.

س: لماذا تحتاج كابلات 800G إلى تنظيف وفحص أكثر صرامة؟

ج: غالبًا ما يكون للروابط ذات المدى القصير-G 800 هامش خسارة بصري- ضيق. يمكن أن تستهلك واجهة MPO القذرة-جزءًا كبيرًا من الميزانية المتاحة، مما يؤدي إلى فشل الارتباط أو تشغيله باستخدام FEC كثيف. يجب أن تكون إجراءات الفحص-النظيفة-الفحص المستندة إلى IEC 61300-3-35 جزءًا من التشغيل، وليست خطوة ميدانية اختيارية.

س: هل يمكن ترقية مصنع ألياف 400 جيجا الحالي إلى 800 جيجا؟

ج: في كثير من الأحيان نعم، ولكن ذلك يعتمد على نوع الألياف، وطول الارتباط، وعدد الموصلات، والقطبية، وعدد ألياف الجذع، وفقدان الإدخال. قد تدعم قنوات OM4 800G-SR8 فقط عبر مسافات قصيرة يتم التحكم فيها مع موصلات منخفضة الخسارة-. توفر روابط OS2 عادةً مرونة أكبر في الوصول ولكنها تتطلب اقتصاديات بصرية مختلفة.

س: ما هي المعلومات التي يجب أن أقدمها للحصول على عرض أسعار كابلات مركز بيانات الذكاء الاصطناعي؟

ج: قم بتوفير السرعة المستهدفة، وعدد الحامل، ونموذج المحول، وخريطة منفذ GPU أو NIC، ونوع الألياف، وطول المسار المقدر، وتنسيق الموصل، وتفضيل القطبية، وخطة لوحة التصحيح،{0}}، وتقييم الغلاف، ووثائق الاختبار المطلوبة. تساعد خريطة المنفذ أو رسم ارتفاع الحامل على تحويل التصميم إلى قائمة مكونات صنف دقيقة.

منتجات كابلات الألياف ذات الصلة لمراكز بيانات الذكاء الاصطناعي

تتطلب مشاريع مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي عادةً أكثر من نوع واحد من مكونات الألياف. لتقليل مشكلات التوافق، يجب تخطيط كابل قناة الاتصال ولوحة التصحيح والعلبة والموصل ووثائق الاختبار كنظام واحد بدلاً من عناصر منفصلة.