dCI ۸۰۰G برای اتصال مراکز داده هوش مصنوعی: پهنای باند، تأخیر و اجرا

تمام بخش‌های شبکه توسط هوش مصنوعی بهبود یافته‌اند. اجرای وظایف عظیم آموزشی برای مدل‌های زبانی بزرگ، اجرای موتورهای استنتاج توزیع‌شده و همگام‌سازی حجم عظیمی از داده‌ها در میان خوشه‌های کامپیوتری، بار بی‌سابقه‌ای بر اتصالات بین مراکز داده اعمال می‌کند. 100G دیگر برای بارهای کاری هوش مصنوعی کافی نیست و 400G به‌سرعت جایگزین استاندارد جدید شده است نه هدف اولیه. حالا 800G DCI وارد صحنه شده است — استاندارد جدید برای اتصال بین مراکز داده هوش مصنوعی.

نیاز فزاینده به 800G DCI

رقابت برای دستیابی به 800G DCI توسط ترکیبی از عوامل مختلفی تحت تأثیر قرار گرفته است. اولاً، اندازه مدل‌های هوش مصنوعی به‌طور چشمگیری افزایش یافته است؛ پارامترها از میلیون‌ها به میلیارد و تریلیون‌ها رسیده‌اند. پخش این مدل‌ها در بین تعداد زیادی پاد (pod) در مراکز داده مختلف، نیازمند پهنای باند بسیار بالایی برای انتقال داده‌ها بین مراکز داده است. ثانیاً، آموزش توزیع‌شده اکنون پادهای مرکز داده را در سراسر یک منطقه کلان‌شهری در یک خوشه محاسباتی واحد قرار می‌دهد، نه اینکه همه آن‌ها در داخل یک ساختمان باشند. ثالثاً، کاربردهای بلادرنگ مانند تشخیص کلاهبرداری و سیستم‌های خودران، هم ظرفیت پردازشی بسیار بالا و هم تأخیر کم و قابل پیش‌بینی و یکنواخت را مطالبه می‌کنند. و در نهایت، با روند رو به رشد زیرساخت‌های هوش مصنوعی اختصاصی، بار تجمعی وارد شده بر روی لینک‌های اتصال میان‌مرکزی (interconnect) به‌طور مداوم در حال افزایش است. فناوری‌های سنتی DCI با سرعت ۱۰۰ گیگابیت بر ثانیه و ۲۰۰ گیگابیت بر ثانیه، اگرچه برای بارهای کاری مرسوم قابل قبول هستند، اما در بارهای کاری هوش مصنوعی به گلوگاه تبدیل می‌شوند. DCI با سرعت ۸۰۰ گیگابیت بر ثانیه با فراهم‌آوردن فضای لازم برای رشد، نیاز به پهنای باند را برطرف می‌کند.

فشار پهنای باند در مراکز داده هوش مصنوعی

م nature ترافیک آموزش هوش مصنوعی نسبت به کاربردهای عادی، فشار غیرمعمولی بر روی پیوندهای ارتباطی بین سیستم‌ها اعمال می‌کند. در طول فرآیند آموزش، گرادیان‌های مدل در پایان هر دسته باید بین تمام گره‌های محاسباتی مشارکت‌کننده همگام‌سازی شوند. این ترافیک «همگام‌سازی کلی» (all-reduce) شامل دفعات همگام‌شده‌ای از ترافیک است که ممکن است حتی پهنای باند بالای پیوندها را نیز اشباع کند. همچنین داده‌ها می‌توانند در فواصل زمانی مشخصی در ذخیره‌سازی توزیع‌شده ذخیره‌سازی شوند که این امر بار اضافی ایجاد می‌کند. خطوط آماده‌سازی داده نیز می‌توانند جریانی پیوسته از داده‌ها را بین سطوح مختلف ذخیره‌سازی و ماژول‌های محاسباتی جابه‌جا کنند. هنگامی که این سه رویداد به‌طور همزمان رخ می‌دهند، بار کلی واردشده بر پیوندها چندین برابر می‌شود. DCI با ظرفیت ۸۰۰ گیگابیت این فشارها را با ارسال کل دفعه همگام‌سازی کلی (all-reduce) از طریق یک طول موج واحد و بدون صف‌بندی از طریق پیوند ارتباطی برطرف می‌کند. کاهش فشار معکوس (backpressure) در طول پیوند ارتباطی، امکان مقیاس‌پذیری خطی وسیع‌شونده (linear scale-out) برای وظیفه آموزش هوش مصنوعی را فراهم می‌کند.

تأخیر کم برای خدمات هوش مصنوعی اهمیت دارد

پهنای باند کافی نیست تا مشکل اتصال میان‌سیستم‌های هوش مصنوعی را حل کند—کاهش تأخیر نیز بسیار حیاتی است. در سراسر مراکز داده , تأخیر ارتباطی بر بهره‌وری کلی آموزش تأثیر می‌گذارد، زیرا گره‌های محاسباتی ممکن است مجبور شوند منتظر همسایگان خود در خوشه محاسباتی بمانند و در نتیجه واحد‌های پردازشی گرافیکی (GPU) ارزشمند را از دست دهند. تأخیر بالا می‌تواند منجر به تجربهٔ کاربری ضعیف در خدمات هوش مصنوعی مانند سیستم‌های خودران، تشخیص تقلب و استنتاج بلادرنگ شود. اتصال‌دهنده‌های داخل‌مرکزی داده ۸۰۰ گیگابیتی (800G DCI) با افزایش نرخ نماد (کاهش تأخیر بسته‌ها) و استفاده از روش‌های پیشرفته‌تر اصلاح خطای پیش‌رو (FEC)، تأخیر را کاهش می‌دهند. علاوه بر این، مسیرهای نوری مستقیم هستند و از مسیریاب‌ها (راوترها) که تأخیر اضافی به سفر بسته‌ها اضافه می‌کنند، دوری می‌کنند. هنگام اتصال مستقیم خوشه‌های محاسباتی هوش مصنوعی از طریق 800G DCI، تأخیر بین مراکز داده از چند میلی‌ثانیه به چند میکروثانیه کاهش می‌یابد؛ این امر واقعاً آموزش توزیع‌شده را قادر می‌سازد تا مانند یک خوشهٔ محاسباتی واحد که در سرتاسر یک پردیس گسترده شده است، عمل کند.

مزایای کلیدی ارتقای 800G DCI

دی‌سی‌آی ۸۰۰ گرمی در برابر سرعت‌های پایین‌تر، از مزایای متعددی برخوردار است. بازده طیفی آن دو برابر ۴۰۰G است که به این معناست که اپراتورها می‌توانند ظرفیت انتقال را در همان زیرساخت فیبر نوری دو برابر کنند. مصرف انرژی نیز کاهش می‌یابد، زیرا ۸۰۰G مصرف انرژی کمتری به ازای هر بیت انتقال‌داده‌شده نسبت به اجرای دو لینک ۴۰۰G دارد. با استفاده از یک رابط تکی، تراکم پورت‌ها در سوئیچ‌ها و روترها نیز به‌طور قابل‌توجهی افزایش می‌یابد و ظرفیت آزادشده برای اتصالات محاسباتی (compute connectivity) در اختیار قرار می‌گیرد. کارایی عملیاتی نیز با ساده‌سازی مدیریت طول‌موج بهبود می‌یابد. سرعت جدید ۸۰۰G همچنین شبکه‌ها را برای آینده آماده می‌کند، زیرا نیازهای فعلی به‌راحتی قابل پوشش است و با افزایش ترافیک هوش مصنوعی که سالانه حدود ۵۰ درصد پیش‌بینی می‌شود، اپراتورها برای مدت طولانی‌تری نیازی به ارتقای مجدد اتصالات بین‌مرکزی خود نخواهند داشت. برای اپراتوران ابری و مراکز داده که مشتریانی را مدیریت می‌کنند که حجم زیادی از انتقال داده را نیاز دارند، DCI با سرعت ۸۰۰G مزیت تجاری قابل‌توجهی ایجاد می‌کند.

نصب و راه‌اندازی انعطاف‌پذیر برای گسترش سریع

سرعتی که سیستم‌های هوش مصنوعی در آن در حال اجرا شدن هستند، به این معناست که لایه اتصال بین سیستم‌ها می‌تواند به یک مانع تبدیل شود. راه‌حل‌های DCI با ظرفیت ۸۰۰ گیگابیت بر ثانیه گزینه‌های انعطاف‌پذیری برای نصب و راه‌اندازی فراهم می‌کنند. برای پوشش دسترسی بلندتر در شبکه‌های شهری، سیستم‌های خط نوری قادر به افزایش فاصله انتقال هستند، در عین حال حداکثر نرخ داده را نیز بهینه می‌سازند. اپتیک‌های قابل جاسازی با ظرفیت ۸۰۰ گیگابیت بر ثانیه که در رابط‌های استاندارد سوئیچ‌ها جای می‌گیرند، سریع‌ترین روش راه‌اندازی را ارائه می‌دهند—کافی است آن‌ها را وارد کنید، به شبکه متصل کنید و پیکربندی نمایید. سازمان‌هایی که در حال توسعه پردیس‌های مرکز داده جدید هستند، می‌توانند از پلتفرم‌های اختصاصی DCI با ظرفیت ۸۰۰ گیگابیت بر ثانیه بهره‌برداری کنند تا کنترل بیشتری بر مدیریت و نظارت بر عملکرد داشته باشند. در تکمیل این راه‌حل‌ها، دستگاه DCI-BOX شرکت Sino-Telecom یک راه‌حل DCI فوق‌فشرده، پیش‌یکپارچه و مقرون‌به‌صرفه ارائه می‌دهد که به‌طور خاص برای مراکز داده لبه (Edge) و راه‌اندازی سریع خدمات طراحی شده است. این دستگاه با پشتیبانی از ظرفیت تا ۸۰۰ گیگابیت بر ثانیه در هر کانال، فضای مورد نیاز و مصرف توان را به حداقل می‌رساند و امکان راه‌اندازی بدون نیاز به تنظیمات پیچیده (Plug-and-Play) را فراهم می‌کند. چه به‌صورت یک واحد مستقل در نقاط ارتباطی دورافتاده (POPs) و چه به‌عنوان بخشی از یک شبکه مشبک (Mesh) گسترده‌تر، DCI-BOX اطمینان می‌دهد که افزایش ظرفیت با تقاضای محرک‌شده توسط هوش مصنوعی هماهنگ پیش رود و زمان راه‌اندازی را از چند روز به تنها چند ساعت کاهش دهد. صرف‌نظر از سناریوی عملیاتی، راه‌حل‌های DCI با ظرفیت ۸۰۰ گیگابیت بر ثانیه را می‌توان در عرض چند ساعت — نه روزها — راه‌اندازی کرد تا با رشد و گسترش زیرساخت‌های هوش مصنوعی هماهنگ باقی بمانند.

گزینه‌های ایده‌آل ۸۰۰ گیگابیت بر ثانیه برای ارائه‌دهندگان خدمات اینترنت و مراکز داده

سازمان‌های مختلف نیازمندی‌های منحصربه‌فردی برای اتصال میان‌مرکزی ۸۰۰ گیگابیت بر ثانیه (DCI) دارند. مراکز داده آموزش هوش مصنوعی که بر گسترش قابلیت‌های پردازشی خود تمرکز دارند، به پهنای باند بالا و تأخیر کم نیاز دارند؛ بنابراین اتصال نقطه‌به‌نقطه ۸۰۰ گیگابیت بر ثانیه بین خوشه‌ها برای آن‌ها ایده‌آل است. ارائه‌دهندگان خدمات اینترنت (ISP) که امکان اتصال میان‌مشتریان مختلف هوش مصنوعی را فراهم می‌کنند، نیازمند جداسازی دقیق طول موج هستند تا از تأثیرگذاری نوسانات ترافیک یک مشتری بر سایر مشتریان جلوگیری شود. پلتفرم‌های DCI با ظرفیت ۸۰۰ گیگابیت بر ثانیه که قابل پیکربندی با چندین ترانسپوندر هستند، به ارائه‌دهندگان خدمات اینترنت اجازه می‌دهند تا طول‌موج‌ها را به‌صورت جداگانه اختصاص داده و صورتحساب آن‌ها را تنظیم کنند. همچنین هر مشتری باید اطمینان حاصل کند که سیستم از قابلیت اطمینان بالایی برخوردار است تا خطاهای بیتی باعث راه‌اندازی مجدد وظایف محاسباتی از آخرین نقطه بازیابی نشود.

راه‌حل‌های آماده‌به‌کار ۸۰۰ گیگابیت بر ثانیه برای رشد

راه‌حل‌های DCI با ظرفیت ۸۰۰ گیگابیت بر ثانیه شینو-تله‌کام به نیازهای اتصال مراکز داده هوش مصنوعی سفارشی‌سازی شده‌اند. برای شبکه‌های با فاصله بلند یا شبکه‌هایی با چندین پرش، ما پلتفرم‌های اتصال مراکز داده (DCI) را ارائه می‌دهیم که با تقویت‌کننده‌ها، جبران‌کننده‌های پاشندگی و نظارت بر کانال‌ها یکپارچه‌سازی شده‌اند. سیستم‌های ما قابلیت تنظیم ظرفیت بدون قطعی (hitless) و ابزارهای تشخیصی دقیق را فراهم می‌کنند و همچنین رابط‌های مدیریت یکپارچه‌ای را ارائه می‌دهند. ما بیش از ۲۴۰ اختراع ثبت‌شده و بیش از ۱۵۰ مجوز حق‌نشر نرم‌افزار داریم و با شبکه‌هایی در بیش از ۳۰ کشور مختلف از جمله فرانسه، برزیل، استرالیا و اندونزی همکاری می‌کنیم. مجموعه محصولات ما شامل مجموعه کاملی از اپتیک‌های قابل جاسازی ۲۰۰G، ۴۰۰G و ۸۰۰G نیز می‌شود تا راه‌حلی جامع از پورت سوئیچ تا خط فیبر نوری ارائه دهد.