800 جيجابت/ثانية لروابط مراكز البيانات بين المدن من أجل مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي: كيف تُمكّن الشبكات الضوئية البنية التحتية للذكاء الاصطناعي الجيل القادم

تلعب الشبكة الضوئية دوراً محورياً في إنجاز شبكة الذكاء الاصطناعي على نطاق واسع. وبما أن أحمال العمل الخاصة بالذكاء الاصطناعي تتجاوز الآن حدود مركز بيانات واحد، فقد تطورت حلول الإيثرنت الضوئية بسرعة 400 جيجابت/ثانية لروابط مراكز البيانات بين المدن لتكون تكنولوجيا أساسية لا غنى عنها في شبكات مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي الحديثة. وفي بنية مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي المعقدة اليوم، لم تعد أحمال العمل الخاصة بالذكاء الاصطناعي تقتصر على مركز بيانات واحد فقط، بل وللتعامل مع تحديات الذكاء الاصطناعي على نطاق واسع، أصبحت الاتصالات فائقة السرعة مثل 800 جيجابت/ثانية ضرورية DCI تُصبح وسيلةً مهمةً لبناء بنية تحتية للذكاء الاصطناعي من الجيل القادم.

كيف تغيّر أحمال الذكاء الاصطناعي أنماط حركة المرور في مراكز البيانات

تتطور بنية الذكاء الاصطناعي التحتية من مبدأ «التوسيع رأسيًّا» داخل مبنى واحد إلى مبدأ «التوسيع أفقيًّا» عبر مجموعة من المنشآت، غالبًا ما تكون على بُعد أميال. ويجعل نفاد الطاقة أو المساحة أو القدرة على تبريد منشأةٍ ما من غير الممكن عمليًّا «التوسيع رأسيًّا» لأحمال الذكاء الاصطناعي في منشأة واحدة. وهذا يعني أن عمليات تكنولوجيا المعلومات تحتاج إلى «التوسيع أفقيًّا» عبر توزيع الحمل بين عدة مراكز بيانات. ويُعيد هذا الانتقال من التوسيع الرأسي إلى الأفقي تعريف أنماط حركة المرور داخل مركز البيانات. فتتطلّب أحمال الذكاء الاصطناعي نقل كمّيات هائلة من البيانات بطريقة متزامنة جدًّا بين عُقد المجموعة. وتتفوّق تدفقات البيانات الكبيرة من الشرق إلى الغرب الناتجة عن ذلك تمامًا على أنماط حركة المرور التقليدية بين مراكز البيانات. وهناك مستقبلٌ يشهد ازديادًا في حركة المرور عالية السرعة والقدرة العالية، والتي تشمل المناطق الحضرية والحرم الجامعي، وهي حركةٌ غير قابلة للتنبؤ بها، ولا تستطيع شبكات مراكز البيانات التعامل معها بكفاءة بعد الآن.

لماذا يُعَدُّ معيار ٨٠٠ جيجابت في الثانية مهمًّا؟ أصبح أساسيٌّ لربط مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي

تعمل مجموعات تدريب الذكاء الاصطناعي باستخدام معالجة متوازية موزَّعة، وهي بحاجةٍ إلى نطاق ترددي هائل عبر مراكز بيانات عديدة لتوصيل عُقَد وحدات معالجة الرسومات. ومعيار ٤٠٠ جيجابت في الثانية غير كافٍ للتعامل مع كمية البيانات الضخمة الناتجة عن عمليات التدريب على نطاق واسع داخل هذه المراكز. أما مع معيار ٨٠٠ جيجابت في الثانية، DCI فإنك تحصل على ضعف السعة لكل طول موجي، ما يسمح للمُشغِّلين بتوصيل مجموعات الذكاء الاصطناعي عبر رابط طول موجي واحد بدلًا من روابط متوازية متعددة. وبذلك تنخفض المساحة المطلوبة والتكاليف التشغيلية بشكلٍ كبير. أما بالنسبة للمُشغِّل في شبكات الحرم الجامعي أو الشبكات الحضرية، فيحتاج، من أجل تمكين توزيع عمليات التدريب، إلى الكثافة العالية للسعة التي يوفِّرها معيار ٨٠٠ جيجابت في الثانية لربط مراكز البيانات، وهو ما يضمن الاستخدام الفعّال للألياف الضوئية.

الفوروبتر البصري التقنية وراء معيار ٨٠٠ جيجابت في الثانية لربط مراكز البيانات: الاتصال المتماسك، ووحدات الإرسال والاستقبال الرقمية المدمجة (DCO)، ومتطلبات الألياف

التقنية التي تكمن وراء نظام الاتصالات الداخلية للبيانات بسعة ٨٠٠ جيجابت/ثانية هي البصريات التماسكية، لأنها تتيح الاستفادة من سعة الضوء والاستقطاب المزدوج لأغراض الإرسال. ويسمح الإرسال التماسكي بنقل كمية أكبر من المعلومات عبر طول موجي واحد مقارنةً بالنهج التقليدي القائم على الكشف المباشر للضوء. واستنادًا إلى أساس التقنية التماسكية، تقدِّم شركة سينو-تيلكوم بطاقات اتصالات داخلية للبيانات تدعم سعات تصل إلى ٨٠٠ جيجابت/ثانية لكل بطاقة. – وتوفِّر كل بطاقة دعمًا لواجهات الوحدات البصرية عبر واجهة الوحدة البصرية المدمجة في البطاقة نفسها. وهذا الدعم يمنح قدرة مرنة على النشر.

كما ينبغي أن تكون تصاميم بطاقات الاتصالات الداخلية للبيانات قابلة للتجزئة (وحدوية)، مما يجعل من الممكن رفع سعتها عند الحاجة عبر استبدال البطاقة دون إيقاف التشغيل («التبديل الساخن»). ويعزِّز دعم الواجهة لأنواع متعددة من الوحدات البصرية ومختلف مسافات الإرسال على البطاقة خيارات النشر، كما يمنحنا القدرة على توسيع السعة (من ٤٠٠ جيجابت/ثانية إلى ٨٠٠ جيجابت/ثانية) بسلاسةٍ تامةٍ دون الحاجة إلى استبدال النظام بالكامل.

تحديات زمن التأخير في اتّصال مجموعات الذكاء الاصطناعي

مهمّات تدريب الذكاء الاصطناعي حسّاسة جدًّا لزمن التأخّر. فكل فارقٍ يبلغ مايكروثانية واحدة عند تجميع المُناحيات بين وحدات معالجة الرسوميات (GPU) المختلفة في التدريب الموزَّع قد يكون مكلفًا جدًّا. ولذلك فإن حلولنا المتزامنة بسرعة ٨٠٠ جيجابت/ثانية ستوفّر سعة عالية جدًّا مع زمن تأخّر منخفض جدًّا.

إن تنفيذ تقنية ٨٠٠ إل آر، المصمَّمة للمسافات غير المُضخَّمة التي تصل إلى نحو ١٠ كيلومترات، يحقّق زمن تأخّر طرفي يقلّ عن ٢٥٠ نانوثانية. قارن ذلك بإطارات تقنية ٨٠٠ زِد آر التي يتجاوز فيها زمن التأخّر الطرفي  2 الميكروثانية. وبذلك، تسمح هذه الحلول البصرية الكاملة بتقليل زمن التأخّر لمجموعات الذكاء الاصطناعي ذات الحجم الجامعي عند المواقع الأقرب. ومع ذلك، وعلى المسافات الأبعد، تُطبَّق حاليًّا حلول هندسية متقدّمة مثل الشبكات الشبكية البصرية الكاملة التي تحقّق زمن تأخّر طرفي–مركزي قدره ميلي ثانية واحدة، وذلك لتدريب الذكاء الاصطناعي على مناطق أوسع. وبشكل عام، يظل زمن التأخّر الناتج عن البصريات المتزامنة بسرعة ٨٠٠ جيجابت/ثانية مقبولًا في معظم الحالات لتدريب الذكاء الاصطناعي، شرط أن تكون المسافة مناسبة.

حقيقي 800G اعتبارات النشر

يتطلب تنفيذ تقنية ٨٠٠ جيجابت/ثانية للاتصال بين مراكز البيانات في بنية تحتية للذكاء الاصطناعي التخطيط في عدة مجالات، خصوصًا الطاقة والحرارة. فوحدات ٨٠٠ جيجابت/ثانية من نوع زِد آر تعمل ضمن نطاق استهلاك طاقة يتراوح بين ٢٤ و٢٥ واط، لذا يجب أخذ استهلاك الطاقة بعين الاعتبار. وتأكد من أن منصاتك تمتلك أنظمة تبريد مناسبة لهذه الوحدات، وبخاصة فيما يتعلق بعدد المنافذ التي يمكن تركيبها معًا. وتحقق أيضًا من دعم المبدلات/الراوترات لديك من الناحية الحرارية عند تركيب منافذ ٨٠٠ جيجابت/ثانية بكثافة عالية.

كما يجب أخذ المسافة في الحسبان. فوحدة ٨٠٠ زِد آر تغطي مسافة تصل إلى ١٢٠ كيلومترًا باستخدام مُضخِّم، وهي بذلك مناسبة لحالات استخدام الاتصال بين مراكز البيانات في المناطق الحضرية. ولدينا أيضًا حالات استخدام لوحدات ٨٠٠ إل آر منخفضة الاستهلاك، والتي تقلل زمن الوصول في شبكات الحرم الجامعي والمناطق الحضرية. ويمكن للمبدلات الضوئية البحتة في الحواف الحضرية أن توفِّر دوائر زمن وصول مضمونة (١ مللي ثانية، ٥ مللي ثانية)،  و١٠ مللي ثانية) عبر الشبكات المشابكة، وتوجيه كل حركة مرور الذكاء الاصطناعي الخاصة بتجمع موزَّع.

تحضير لـ الخطوة التالية: تطور تقنية الاتصال بين مراكز البيانات بسرعة ١,٦ تيرابت/ثانية

ويبدو أن الطريق نحو ١,٦ تيرابت في الثانية واضحٌ. ورداً على ذلك، تعمل منظمة الواجهة المفتوحة (OIF) على اتفاقيات تنفيذ لمعايير ١٦٠٠ZR و١٦٠٠ZR+. وسيؤدي استخدام معالجات الإشارات الرقمية المتقدمة (DSP) ومعدل التردد الأعلى في الجيل القادم من حلول الاتصالات المتماسكة إلى مضاعفة السعة دون التأثير على المسافة.

ويدفع هذا التغيير شركات مثل سينو-تيليكوم. ونطور مجموعتنا الخاصة بالاتصالات بين مراكز البيانات (DCI) استناداً إلى منصاتٍ قابلة للتطوير وآمنة للمستقبل، ما يسهّل تلبية متطلبات ٨٠٠ جيجابت في الثانية الحالية ويضمن إمكانية الترقية بسلاسة إلى ١,٦ تيرابت في الثانية. وتضم منصاتنا البصرية ٢٤١ براءة اختراع، مستفيدةً من مركز البحث والتطوير المتطور لتنفيذ أحدث تقنيات الاتصالات البصرية المتماسكة، ومنها الجيل الأحدث الذي يتجاوز معيار ٨٠٠ZR ليصل إلى ١,٦ تيرابت في الثانية.

الخاتمة

مع انتقال أحمال الذكاء الاصطناعي من النمو الرأسي إلى النمو الأفقي عبر مجموعات موزَّعة في الحرم الجامعي والمدن، أصبحت تقنية 800G DCI ركيزةً أساسيةً، حيث توفر سعةً مضاعفةً لكل طول موجي، واستهلاك طاقة منخفضاً لكل بت، وزمن تأخير أقل من 250 نانوثانيةٍ، وهي شروطٌ ضروريةٌ للتدريب المتزامن لوحدات معالجة الرسومات (GPU)، مع خارطة طريق واضحة لتقنية 1.6T تضمن استمرارية قيمة استثماراتكم. وبفضل منصة STN6800 D16 OTN المعيارية من شركة Sino Telecom، وأوسع مجموعة متاحة في القطاع من وحدات الاتصال المتماسكة القابلة للتوصيل (800ZR/800LR)، ونظام إدارة شبكات مفتوح يدعم بروتوكولي SNMP وNETCONF، وهيكلية هيكلية قابلة للتطوير مستقبلياً وجاهزة لترقية بسيطة إلى 1.6T، فإن الطبقة البصرية من Sino Telecom تقدِّم توازناً مثالياً بين السرعة، والمدى، والكفاءة الطاقية، والتكلفة، وهي مصممة لدعم متطلبات شبكات الذكاء الاصطناعي الحالية والمستقبلية على نحوٍ أمثل. وبصفتها المزوِّد العالمي الرائد لحلول DCI — مع أكثر من ١٠٠٠٠٠ وحدة مُركَّبة حول العالم — تستفيد Sino Telecom من خبرة عقدٍ كاملٍ، وسلسلة توريدٍ مُجربةٍ ومرنةٍ، وحضورٍ عالميٍّ يشمل أكثر من ٣٠ بلداً، لضمان النجاح في كل مرحلةٍ من مراحل المشروع، بدءاً من تحسين أداء الألياف الضوئية وانتهاءً بأبعد عقدةٍ في الشبكة، مما يسهِّل الانتقال السلس والجاهز للمستقبل نحو بنية تحتية بيانات ذكية مبنية على الذكاء الاصطناعي. تواصلوا اليوم مع فريق المبيعات في Sino Telecom للحصول على عرض أسعارٍ شاملٍ، من الحلول إلى التنفيذ الفعلي، مدعومٌ بريادةٍ عقديةٍ في مجال الربط بين مراكز البيانات.