۸۰۰ گیگابیت بر ثانیه برای اتصال داده‌کلان مصنوعی: چگونه شبکه‌های نوری زیرساخت هوش مصنوعی نسل بعدی را فراهم می‌کنند

نقش شبکه‌های نوری در تحقق شبکه‌های مقیاس‌بالای هوش مصنوعی حیاتی است. با گسترش بارهای کاری هوش مصنوعی فراتر از مرزهای یک مرکز داده، راه‌حل‌های نوری اترنت ۴۰۰ گیگابیت بر ثانیه برای اتصال داده‌کلان مصنوعی به فناوری هسته‌ای ضروری برای شبکه‌های مدرن مرکز داده‌های هوش مصنوعی تبدیل شده‌اند. در معماری پیچیدهٔ امروزی مرکز داده‌های هوش مصنوعی، بارهای کاری هوش مصنوعی تنها به یک مرکز داده محدود نمی‌شوند و برای مقابله با چالش‌های هوش مصنوعی در مقیاس بزرگ، اتصالات پرسرعتی مانند ۸۰۰ گیگابیت بر ثانیه مورد نیاز است DCI در حال تبدیل شدن به روشی مهم برای ساخت زیرساخت هوش مصنوعی نسل بعدی هستند.

تغییر الگوهای ترافیک مرکز داده در پی بارهای کاری هوش مصنوعی

زیرساخت هوش مصنوعی از روش «افزایش مقیاس درون یک ساختمان» به سوی «افزایش مقیاس در سراسر یک خوشه از امکانات» در حرکت است، که اغلب این امکانات فاصله‌ای چند مایلی از یکدیگر دارند. کمبود توان، فضای فیزیکی و قابلیت سرمایش در یک امکان، اجرای بارهای کاری هوش مصنوعی در آن امکان را غیرممکن می‌سازد. این امر به معنای آن است که عملیات فناوری اطلاعات باید با توزیع بار کاری در میان چندین مرکز داده، روش «افزایش مقیاس خارجی» را اتخاذ کنند. این تغییر از روش افزایش مقیاس درونی به روش افزایش مقیاس خارجی، الگوهای ترافیک در مرکز داده را دوباره تعریف می‌کند. بارهای کاری هوش مصنوعی نیازمند انتقال حجم عظیمی از داده‌ها بین گره‌های خوشه، به‌صورت همگام‌شده و دقیق هستند. جریان‌های عظیم داده‌ای شرقی-غربی حاصل از این فرآیند، الگوهای سنتی ترافیک اتصال بین مرکزهای داده را به‌طور کامل فرا می‌گیرند. آینده‌ای ناپیش‌بینی‌شده از ترافیک داده‌ای با سرعت و ظرفیت بالا، در سطح منطقه‌شهری و دانشگاهی وجود دارد که شبکه‌های مرکز داده دیگر نمی‌توانند به‌طور کارآمد با آن کنار بیایند.

چرا ۸۰۰ گیگابیت بر ثانیه اهمیت دارد خواهد شد برای اتصال مراکز داده هوش مصنوعی حیاتی است

خوشه‌های آموزش هوش مصنوعی با پردازش موازی توزیع‌شده کار می‌کنند که برای اتصال گره‌های واحدهای پردازش گرافیکی (GPU) در مراکز داده مختلف، نیازمند پهنای باند بسیار بالایی هستند. سرعت ۴۰۰ گیگابیت بر ثانیه برای حجم داده‌های تولیدشده توسط آموزش مقیاس‌بزرگ در این سطح، در مراکز داده کافی نیست. با فناوری ۸۰۰ گیگابیت بر ثانیه، ظرفیت هر طول موج دو برابر می‌شود و اپراتورها می‌توانند خوشه‌های هوش مصنوعی را با یک اتصال تک‌طول‌موج به جای چند اتصال موازی به هم متصل کنند. این امر منجر به کاهش قابل توجه فضای اشغال‌شده و هزینه‌های عملیاتی می‌شود. برای اپراتورهایی که در شبکه‌های نوع کمپوس یا شهری فعالیت می‌کنند، برای امکان توزیع آموزش، تراکم ظرفیت بالایی که فناوری ۸۰۰ گیگابیت بر ثانیه در اتصال میان مراکز داده (DCI) فراهم می‌کند ضروری است و این امر استفاده کارآمد از فیبر نوری را حفظ می‌کند. DCI شما ظرفیت هر طول موج را دو برابر کرده‌اید و امکان اتصال خوشه‌های هوش مصنوعی را از طریق یک پیوند تک‌طول‌موج به جای چند پیوند موازی فراهم می‌کنید. این امر منجر به کاهش قابل توجه فضای اشغال‌شده و هزینه‌های عملیاتی می‌شود. برای اپراتورهایی که در شبکه‌های نوع کمپوس یا شهری فعالیت می‌کنند، برای امکان توزیع آموزش، تراکم ظرفیت بالایی که فناوری ۸۰۰ گیگابیت بر ثانیه در اتصال میان مراکز داده (DCI) فراهم می‌کند ضروری است و این امر استفاده کارآمد از فیبر نوری را حفظ می‌کند.

نوری فناوری پشت فناوری ۸۰۰ گیگابیت بر ثانیه در اتصال میان مراکز داده: همدوس‌سازی، DCO و نیازمندی‌های فیبر

فناوری پشت سر ۸۰۰ گیگابیت بر ثانیه در ارتباطات دیتاسنتری (DCI) نورشناسی همدوس است، زیرا این فناوری امکان استفاده از دامنه نور و قطبش دوگانه را برای انتقال فراهم می‌کند. انتقال همدوس امکان ارسال اطلاعات متراکم‌تری را روی یک طول‌موج تنها نسبت به رویکرد سنتی نورشناسی تشخیص مستقیم فراهم می‌سازد. بر پایه فناوری همدوس، شرکت سینو-تله‌کام برد‌های DCI را با پشتیبانی تا ۸۰۰ گیگابیت بر ثانیه در هر برد ارائه می‌دهد. – و هر برد از طریق رابط ماژول نوری موجود روی خود، پشتیبانی از رابط ماژول‌های نوری را فراهم می‌کند. این پشتیبانی امکان پیاده‌سازی انعطاف‌پذیر را فراهم می‌سازد.

طراحی برد DCI نیز باید ماژولار باشد تا امکان ارتقای ظرفیت آن در هر زمان لازم، از طریق جایگزینی گرم (hot swapping) برد فراهم شود. وجود پشتیبانی رابط برای انواع مختلف ماژول‌های نوری و فواصل انتقال مختلف روی برد، گزینه‌های پیاده‌سازی را بهینه می‌کند و امکان افزایش تدریجی ظرفیت (از ۴۰۰ گیگابیت بر ثانیه تا ۸۰۰ گیگابیت بر ثانیه) را بدون نیاز به جایگزینی کامل سیستم (forklift upgrade) فراهم می‌سازد.

چالش‌های تأخیر در اتصال خوشه‌های هوش مصنوعی

بارهای کاری آموزش هوش مصنوعی بسیار حساس به تأخیر هستند. هر تفاوتِ یک میکروثانیه‌ای در زمانی که واحدهای پردازش گرافیکی مختلف در آموزش توزیع‌شده باید گرادیان‌های خود را ادغام کنند، می‌تواند بسیار پرهزینه باشد. به همین دلیل، راه‌حل‌های همدوس ۸۰۰ گیگابیتی ما ظرفیت بالایی را با تأخیر بسیار پایین فراهم می‌کنند.

پیاده‌سازی ۸۰۰LR، که برای فواصل بدون تقویت تا حدود ۱۰ کیلومتر طراحی شده است، تأخیر سر-تا-سر کمتر از ۲۵۰ نانوثانیه ارائه می‌دهد. این را با قالب‌بندی ۸۰۰ZR مقایسه کنید که تأخیر سر-تا-سر آن از  2 میکروثانیه فراتر می‌رود. این امر امکان دستیابی به تأخیر کوتاه‌تر را با این راه‌حل‌های کاملاً نوری برای خوشه‌های هوش مصنوعی در اندازه‌ی دانشگاهی و در مکان‌های نزدیک فراهم می‌کند. با این حال، در فواصل بیشتر، راه‌حل‌های معماری پیشرفته‌تری مانند شبکه‌های مش کاملاً نوری با تأخیر لبه تا هسته‌ی ۱ میلی‌ثانیه در حال اجرا شدن برای آموزش هوش مصنوعی در مناطق گسترده‌تر هستند. در کل، تأخیر در اپتیک‌های همدوس ۸۰۰ گیگابیتی در اکثر موارد برای آموزش هوش مصنوعی قابل قبول خواهد بود، به شرطی که فاصله مناسب باشد.

دنیای واقعی 800گرم ملاحظات نصب

اجراي فناوري ۸۰۰G DCI در زيرساخت‌هاي هوش مصنوعي مستلزم برنامه‌ريزي در چند حوزه است، از جمله توان و گرما. ماژول‌هاي ۸۰۰G ZR در محدودهٔ ۲۴ تا ۲۵ وات کار مي‌کنند؛ بنابراين مصرف توان مورد توجه قرار خواهد گرفت. مطمئن شويد که پلتفرم‌هاي شما از نظر سرمایش مناسب براي اين ماژول‌ها طراحي شده‌اند و تعداد پورت‌هاي قابل جاي‌گذاري روي آن‌ها را مي‌دانيد. همچنين بررسي کنيد که سوئيچ‌ها و روترهاي شما از نظر گرمايي چه توانايي‌اي در حالت پر شدن با پورت‌هاي ۸۰۰G دارند.

فاصله نيز عامل مهمي محسوب مي‌شود. ماژول ۸۰۰ZR تا ۱۲۰ کيلومتر با استفاده از آمپليفيکاتور پوشش مي‌دهد و براي کاربردهاي DCI در مناطق کلان‌شهری مناسب است. ماژول‌هاي کم‌توان ۸۰۰LR نيز براي کاهش تأخير در شبکه‌هاي کلان‌شهری و دانشگاهی طراحي شده‌اند. سوئيچ‌هاي نوري تمام‌عیار در لبهٔ کلان‌شهری مي‌توانند دايره‌هاي تأخير قطعي (۱ ميلي‌ثانيه، ۵ ميلي‌ثانيه و ۱۰ ميلي‌ثانيه) را در توپولوژي مش فراهم کنند و تمام ترافيك هوش مصنوعي يک خوشهٔ توزيع‌شده را مدیریت نمايند.  و ۱۰ ميلي‌ثانيه) با توپولوژي مش فراهم کنند و تمام ترافيك هوش مصنوعي يک خوشهٔ توزيع‌شده را مدیریت نمايند.

آماده‌سازی برای مرحلهٔ بعد: تحول DCI به سمت ۱٫۶T

و راه‌اندازی ۱٫۶ ترابایت به نظر می‌رسد که قابل مشاهده است. در پاسخ به این موضوع، OIF در حال کار بر روی توافق‌نامه‌های اجرایی برای ۱۶۰۰ZR و ۱۶۰۰ZR+ است. پردازش سیگنال دیجیتال پیشرفته‌تر (DSP) و نرخ باد بالاتر در نسل آیندهٔ راه‌حل‌های همدوس، ظرفیت را بدون کاهش فاصله دو برابر خواهد کرد.

این تغییر توسط شرکت‌هایی مانند Sino-Telecom ایجاد شده است. ما پورتفولیوی DCI خود را بر اساس پلتفرم‌های ماژولار و آینده‌پسند توسعه می‌دهیم که نیازهای فعلی ۸۰۰G را برآورده می‌کنند و ارتقای ساده به ۱٫۶T را تضمین می‌کنند. پلتفرم‌های نوری ما مبتنی بر ۲۴۱ اختراع ثبت‌شده است و از مرکز تحقیق و توسعهٔ پیشرفتهٔ خود برای پیاده‌سازی انواع جدیدترین فناوری‌های نوری همدوس، از جمله نسل جدیدترین آن‌ها — که فراتر از ۸۰۰ZR به سمت ۱٫۶T پیش می‌رود — استفاده می‌کند.

نتیجه‌گیری

با جابه‌جایی بارهای کاری هوش مصنوعی از روش مقیاس‌بندی عمودی به روش مقیاس‌بندی افقی در خوشه‌های توزیع‌شده در محیط‌های دانشگاهی و شهری، فناوری ۸۰۰ گیگابیت بر ثانیه برای اتصال دیتاسنترها (DCI) به یک بلوک ساختمانی حیاتی تبدیل می‌شود؛ زیرا ظرفیتی دو برابری در هر طول موج ارائه می‌دهد، مصرف انرژی کمی در هر بیت دارد و تأخیری کمتر از ۲۵۰ نانوثانیه برای آموزش هم‌زمان واحدهای پردازش گرافیکی (GPU) فراهم می‌کند؛ ضمن اینکه نقشه راه مشخصی برای ارتقای ظرفیت تا ۱٫۶ ترابیت بر ثانیه وجود دارد تا سرمایه‌گذاری‌های شما همواره به‌روز باقی بمانند. با استفاده از پلتفرم ماژولار STN6800 D16 OTN شرکت Sino Telecom و جامع‌ترین مجموعه موجود در صنعت از ماژول‌های همدوس ۸۰۰ZR/۸۰۰LR قابل جایگزینی، سیستم مدیریت شبکه باز (NMS) با دسترسی SNMP/NETCONF و شاسی ماژولار آماده برای آینده که ارتقای ساده به ۱٫۶ ترابیت بر ثانیه را امکان‌پذیر می‌سازد، لایه نوری Sino Telecom ترکیبی متعادل از سرعت، برد، مصرف انرژی و هزینه ارائه می‌دهد که دقیقاً برای پشتیبانی بهینه از نیازهای امروزی و فردا به شبکه‌سازی هوش مصنوعی طراحی شده است. به‌عنوان برترین ارائه‌دهنده جهانی DCI — با بیش از ۱۰۰٬۰۰۰ واحد نصب‌شده در سراسر جهان — ما از تجربه ده‌ساله، زنجیره تأمین اثبات‌شده و مقاوم و حضور جهانی در بیش از ۳۰ کشور بهره می‌بریم تا در هر مرحله از پروژه موفقیت شما را تضمین کنیم: از الیاف نوری تا دورترین گره، برای انتقالی بدون مشکل و آماده برای آینده به زیرساخت داده‌های هوش مصنوعی. امروز با تیم فروش Sino Telecom تماس بگیرید تا نقل‌قولی دریافت کنید؛ این شرکت از طراحی راه‌حل تا اجرای عملیاتی، تمامی خدمات را با استفاده از ده سال رهبری در زمینه اتصال دیتاسنترها ارائه می‌دهد.