800G DCI dla centrów danych sztucznej inteligencji: jak sieci optyczne umożliwiają infrastrukturę AI nowej generacji

Rola sieci optycznej jest kluczowa przy wdrażaniu rozległych sieci AI. Gdy obciążenia związane ze sztuczną inteligencją wykraczają poza granice jednego centrum danych, optyczne rozwiązania Ethernetowe 400G do połączeń międzymiastowych (DCI) stały się nieodzowną technologią podstawową współczesnych sieci centrów danych AI. W dzisiejszej złożonej architekturze centrów danych AI obciążenia związane ze sztuczną inteligencją nie ograniczają się wyłącznie do pojedynczego centrum danych; aby sprostać wyzwaniom skali AI, konieczne są połączenia wysokiej przepustowości, takie jak 800G DCI stają się ważnym sposobem budowy infrastruktury sztucznej inteligencji nowej generacji.

Jak obciążenia AI zmieniają wzorce ruchu w centrach danych

Infrastruktura AI ewoluuje od skalowania w górę („scale-up”) w obrębie jednego budynku do skalowania na zewnątrz („scale-out”) w klastrze obiektów, często oddzielonych od siebie o kilka mil. Wyczerpanie się mocy elektrycznej, przestrzeni oraz zdolności chłodzenia danego obiektu czyni po prostu niewykonalnym dalsze „skalowanie w górę” obciążeń AI w jednym miejscu. Oznacza to, że operacje IT muszą „skalać na zewnątrz”, rozprowadzając obciążenie pomiędzy wiele centrów danych. Przesunięcie od skalowania w górę do skalowania na zewnątrz ponownie definiuje wzorce ruchu w centrach danych. Obciążenia AI wymagają przenoszenia ogromnych ilości danych w ściśle zsynchronizowany sposób między węzłami klastra. Powstające w ten sposób duże przepływy danych w kierunku wschód-zachód całkowicie przewyższają tradycyjne wzorce ruchu międzymiędzycentrowego w centrach danych. Nadchodzi przyszłość nieprzewidywalnego, wysokiej prędkości i pojemności, miejskiego oraz obejmującego całe kampusy ruchu danych, który sieci centrów danych nie będą już w stanie obsługiwać wydajnie.

Dlaczego 800G ma Stać się Kluczowe znaczenie dla połączeń międzymiastowych centrów danych AI

Klastry szkoleniowe AI działają w oparciu o rozproszone przetwarzanie równoległe, które wymaga ogromnych przepustowości między wieloma centrami danych w celu połączenia węzłów GPU. 400G nie zapewnia wystarczającej przepustowości dla takich ilości danych generowanych przez szkolenia na dużą skalę w centrach danych. Dzięki technologii 800G DCI podwajasz przepustowość na jedną długość fali i umożliwia operatorom łączenie klastrów AI za pomocą pojedynczego połączenia długości fali zamiast wielu równoległych połączeń. Powierzchnia zajmowana oraz koszty operacyjne są znacznie niższe. Dla operatorów w sieciach typu campus lub miejskich, w celu umożliwienia dystrybucji szkoleń, konieczna jest wysoka gęstość przepustowości, jaką oferuje 800G DCI, co zapewnia efektywne wykorzystanie włókien światłowodowych.

The Optical Technologia Za 800G DCI stoją: technologia koherentna, moduły DCO oraz wymagania dotyczące światłowodów

Technologia stojąca za 800G DCI to optyka koherentna, ponieważ umożliwia wykorzystanie amplitudy światła oraz podwójnej polaryzacji w celach transmisji. Transmisja koherentna pozwala na przesyłanie większej ilości informacji na pojedynczej długości fali niż tradycyjne podejście oparte na bezpośrednim wykrywaniu światła. W oparciu o podstawy technologii koherentnej firma Sino-Telecom oferuje płyty DCI obsługujące do 800G na płytę – a każda płyta obsługuje interfejsy modułów optycznych poprzez interfejs modułu optycznego umieszczony na płycie. Ta obsługa zapewnia elastyczność wdrożenia.

Projekt płyty DCI powinien być również modularny, co umożliwia uaktualnianie jej pojemności w dowolnym momencie poprzez tzw. „gorącą wymianę” płyty. Obsługa różnych typów modułów optycznych oraz różnych odległości transmisji na jednej płycie optymalizuje opcje wdrożenia i umożliwia bezproblemowe zwiększanie pojemności (od 400G do 800G) bez konieczności pełnej wymiany infrastruktury.

Wyzwania związane z opóźnieniem w Połączenie klastrów sztucznej inteligencji

Obciążenia związane z uczeniem sztucznej inteligencji są bardzo wrażliwe na opóźnienia. Każda różnica wynosząca ułamek mikrosekundy, gdy różne karty graficzne w rozproszonym procesie uczenia muszą agregować swoje gradienty, może być bardzo kosztowna. Dlatego nasze rozwiązania koherentne o przepustowości 800 G zapewniają dużą pojemność przy bardzo niskim opóźnieniu.

Implementacja 800LR, przeznaczona do niezamplifikowanych odległości do ok. 10 km, zapewnia całkowite opóźnienie końcówka–końcówka poniżej 250 nanosekund. Porównaj to z ramkowaniem 800ZR, którego całkowite opóźnienie końcówka–końcówka przekracza  2 mikrosekundę. Dzięki tym rozwiązaniom całkowicie optycznym można osiągnąć krótsze opóźnienia w przypadku klastrów sztucznej inteligencji o rozmiarach kampusu i położonych w bliskiej odległości. Jednak przy większych odległościach wprowadzane są obecnie zaawansowane architektury, takie jak całkowicie optyczne sieci siatkowe z opóźnieniem od brzegu do rdzenia wynoszącym 1 ms, które służą do uczenia sztucznej inteligencji na obszarach o większym zasięgu. Ogólnie rzecz biorąc, opóźnienie w przypadku optyki koherentnej 800G pozostanie akceptowalne w większości przypadków dla uczenia sztucznej inteligencji, o ile odległość jest odpowiednia.

Real-world 800 g Uwagi dotyczące wdrożenia

Wdrożenie 800G DCI w infrastrukturze AI wymaga planowania w wielu obszarach – m.in. zasilania i chłodzenia. Moduły 800G ZR pracują w zakresie mocy 24–25 W, więc należy zadbać o odpowiednie zasilanie oraz upewnić się, że platformy są wyposażone w odpowiednie systemy chłodzenia pozwalające na rozmieszczenie określonej liczby portów. Sprawdź, jakie ograniczenia termiczne mają przełączniki/bramy routingu przy pełnym obciążeniu portami 800G.

Należy również uwzględnić odległość. Moduł 800ZR oferuje zasięg do 120 km przy użyciu wzmacniacza i nadaje się do zastosowań metro DCI. Dysponujemy również niskoprądowymi wariantami 800LR, które zmniejszają opóźnienia w sieciach kampusowych typu metro. Optyczne przełączniki brzegowe typu metro umożliwiają deterministyczne okręgi opóźnień (1 ms, 5 ms  i 10 ms) w topologii siatkowej oraz zapewniają przesył całego ruchu AI w rozproszonym klastrze.

Przygotowywanie do następny krok: ewolucja DCI do 1,6T

Droga do 1,6 T wydaje się być widoczna. W odpowiedzi na to OIF pracuje nad umowami wdrożeniowymi dotyczącymi 1600ZR i 1600ZR+. Zaawansowane przetwarzanie sygnału cyfrowego (DSP) oraz wyższa szybkość transmisji w przyszłej generacji rozwiązań koherentnych pozwolą podwoić przepustowość bez utraty zasięgu.

Ten przełom jest napędzany przez firmy takie jak Sino-Telecom. Naszą ofertę DCI rozwijamy na modularnych, przyszłościowych platformach, które spełniają obecne wymagania dotyczące 800G i gwarantują łatwą uaktualnialność do 1,6T. Nasze platformy optyczne opierają się na 241 patentach i wykorzystują najnowocześniejsze centrum badań i rozwoju, aby wdrażać różnorodne nowoczesne technologie optyki koherentnej, w tym najnowszą generację, która wykracza poza 800ZR i obejmuje 1,6T.

Wniosek

W miarę jak obciążenia sztucznej inteligencji przenoszone są z architektury skalowania w górę na skalowanie w szerz w rozproszonych klastrach kampusowych i miejskich, 800G DCI staje się kluczowym elementem budowlanym – zapewniając podwójną przepustowość na falę, niskie zużycie energii na bit oraz opóźnienie poniżej 250 ns, niezbędne do synchronicznego treningu GPU, przy wyraźnie określonej ścieżce rozwoju do 1,6 T, która gwarantuje aktualność inwestycji. Dzięki modułowej platformie Sino Telecom STN6800 D16 OTN oraz najpełniejszej na rynku gamie przełączalnych modułów koherentnych 800ZR/800LR, otwartemu systemowi zarządzania siecią (NMS) z dostępem przez SNMP/NETCONF oraz przyszłościowo zaprojektowanemu modułowemu chassis gotowemu do prostych uaktualnień do 1,6 T, optyczna warstwa Sino Telecom oferuje zrównoważoną kombinację szybkości, zasięgu, efektywności energetycznej i kosztów – zaprojektowaną tak, aby optymalnie wspierać dzisiejsze i jutrzejsze wymagania sieci AI. Jako lider globalny w zakresie DCI – ponad 100 000 jednostek wdrożonych na całym świecie – korzystamy z dziesięcioletniego doświadczenia, sprawdzonego i odpornego łańcucha dostaw oraz obecności na ponad 30 rynkach, aby zagwarantować sukces na każdym etapie: od optymalizacji włókna światłowodowego po najdalszy węzeł, umożliwiając bezproblemowy i przyszłościowo przygotowany przejście do infrastruktury danych AI. Skontaktuj się już dziś z zespołem sprzedaży Sino Telecom, aby uzyskać ofertę – kompleksowe rozwiązanie od koncepcji po realizację, wsparte dziesięcioleciem liderstwa w dziedzinie połączeń międzycentrum danych.