800G DCI для центров обработки данных ИИ: как оптические сети обеспечивают инфраструктуру ИИ следующего поколения

Роль оптической сети критически важна для реализации масштабных сетей ИИ. По мере того как рабочие нагрузки ИИ выходят за пределы одного центра обработки данных, оптические решения Ethernet 400G для DCI превратились в незаменимую базовую технологию современных сетей центров обработки данных ИИ. В сегодняшней сложной архитектуре центров обработки данных ИИ рабочие нагрузки ИИ не ограничиваются одним центром обработки данных, и для решения задач масштабируемого ИИ требуются высокоскоростные соединения, такие как 800G DCI становятся важным способом создания инфраструктуры искусственного интеллекта нового поколения.

Как рабочие нагрузки ИИ меняют шаблоны трафика в центрах обработки данных

Инфраструктура ИИ эволюционирует от масштабирования «внутри одного здания» к масштабированию «между объектами», часто расположенными на расстоянии нескольких миль друг от друга. Исчерпание ресурсов электроэнергии, площади и возможностей охлаждения делает невозможным дальнейшее масштабирование рабочих нагрузок ИИ в одном объекте. Это означает, что операции ИТ должны осуществлять масштабирование «вширь», распределяя рабочие нагрузки между несколькими центрами обработки данных. Переход от масштабирования «вверх» к масштабированию «вширь» переопределяет шаблоны трафика в ЦОД. Рабочие нагрузки ИИ требуют перемещения огромных объёмов данных в строго синхронизированном режиме между узлами кластера. В результате возникают значительные восточно-западные потоки данных, которые полностью затмевают традиционные шаблоны трафика межцентровых соединений. В будущем ожидается непредсказуемый высокоскоростной и высокопроизводительный трафик на метрополитенском и кампусном уровнях, с которым сети центров обработки данных уже не смогут эффективно справляться.

Почему 800G имеет Стать Критическое значение для межсоединений ЦОДов ИИ

Кластеры обучения ИИ работают с использованием распределённой параллельной обработки, для которой требуется огромная пропускная способность между множеством ЦОДов для соединения узлов GPU. Стандарт 400G не обеспечивает достаточной пропускной способности для объёмов данных, генерируемых масштабным обучением в ЦОДах такого масштаба. Благодаря 800G DCI вы получаете удвоенную ёмкость на одну длину волны и позволяете операторам соединять кластеры ИИ по одному волновому каналу вместо нескольких параллельных каналов. Занимаемая площадь и эксплуатационные расходы значительно снижаются. Для операторов в корпоративных или городских сетях, чтобы обеспечить распределение обучения, необходима высокая плотность ёмкости, которую даёт 800G DCI, что позволяет эффективно использовать оптоволокно.

Оптический Технологии За технологией 800G DCI: когерентность, DCO и требования к волокну

Технология, лежащая в основе 800G DCI, — это когерентная оптика, поскольку она позволяет использовать амплитуду света и двойную поляризацию для передачи данных. Когерентная передача обеспечивает более информационно насыщенную передачу по одной длине волны по сравнению с традиционным подходом прямого обнаружения (direct-detection optics). Опираясь на основу когерентной технологии, Sino-Telecom предлагает платы DCI с поддержкой до 800 Гбит/с на одну плату – и каждая плата поддерживает интерфейсы оптических модулей через оптический интерфейс, расположенный непосредственно на плате. Такая поддержка обеспечивает гибкость при развертывании.

Конструкция платы DCI также должна быть модульной, что позволяет модернизировать её ёмкость по мере необходимости путём «горячей» замены (hot swapping) платы. Наличие поддержки интерфейсов нескольких типов оптических модулей и различных дальностей передачи на одной плате оптимизирует варианты развертывания и даёт возможность масштабировать ёмкость (от 400 Гбит/с до 800 Гбит/с) бесшовно, без необходимости полной замены оборудования (forklift upgrade).

Проблемы задержки в Взаимосвязь кластеров ИИ

Рабочие нагрузки для обучения ИИ чрезвычайно чувствительны к задержкам. Каждая микросекунда разницы при агрегации градиентов различными GPU в распределённом обучении может обойтись очень дорого. Именно поэтому наши когерентные решения на 800 Гбит/с обеспечивают высокую пропускную способность при очень низкой задержке.

Реализация 800LR, предназначенная для неусиленных расстояний до примерно 10 км, обеспечивает сквозную задержку менее 250 наносекунд. Сравните это с фреймингом 800ZR, при котором сквозные задержки превышают  2 микросекунду. Это позволяет достичь меньшей задержки за счёт полностью оптических решений для университетских или корпоративных кластеров ИИ, расположенных вблизи друг от друга. Однако на больших расстояниях уже внедряются высокоуровневые архитектуры, например полностью оптические сетевые структуры (mesh), где задержка от периферийного узла до центрального узла составляет 1 мс. Такие решения применяются для обучения ИИ на обширных территориях. В целом задержка когерентной оптики 800 Гбит/с остаётся приемлемой в большинстве случаев для обучения ИИ, если расстояние соответствует требованиям.

Реальный мир 800 г Соображения при развертывании

Внедрение 800G DCI в ИИ-инфраструктуру требует планирования по нескольким направлениям: энергопотребление и тепловые характеристики. Модули 800G ZR работают в диапазоне 24–25 Вт, поэтому энергопотребление должно быть ключевым фактором. Убедитесь, что ваши платформы обеспечивают достаточное охлаждение для такого количества портов. Проверьте, какие тепловые возможности поддерживают ваши коммутаторы/маршрутизаторы при полной загрузке портами 800G.

Также необходимо учитывать расстояние. 800ZR обеспечивает дальность до 120 км с усилителем и подходит для городских DCI-сценариев. Мы предлагаем низкопотребляющие варианты 800LR, снижающие задержки в городских кампусных сетях. Оптические коммутаторы метрополитенского края позволяют обеспечить детерминированные циклы задержек (1 мс, 5 мс  и 10 мс) в сетевой топологии «mesh» и объединяют весь ИИ-трафик распределённого кластера.

Подготовка для следующий шаг: эволюция DCI до 1,6 Тбит/с

И путь к 1,6 Тбит/с, похоже, уже просматривается. В ответ на это OIF работает над соглашениями о внедрении решений 1600ZR и 1600ZR+. Перспективные цифровые сигнальные процессоры (DSP) и более высокая скорость передачи данных в следующем поколении когерентных решений позволят удвоить пропускную способность без потери дальности.

Это изменение инициируют такие компании, как Sino-Telecom. Мы разрабатываем портфель решений для межцентровых соединений (DCI) на основе модульных, ориентированных на будущее платформ, которые соответствуют текущим требованиям к скорости 800 Гбит/с и обеспечивают простую модернизацию до 1,6 Тбит/с. Наши оптические платформы основаны на 241 патенте и используют передовой исследовательский центр для реализации самых современных когерентных оптических технологий, включая новейшее поколение решений, выходящих за рамки стандарта 800ZR и достигающих 1,6 Тбит/с.

Заключение

По мере того как рабочие нагрузки ИИ переходят от масштабирования вверх к масштабированию вширь в распределённых кампусных и городских кластерах, 800G DCI становится ключевым строительным блоком: он обеспечивает удвоенную ёмкость на длину волны, низкое энергопотребление на бит и задержку менее 250 нс, необходимую для синхронного обучения GPU, а чёткий дорожный план развития до 1,6 Тбит/с гарантирует актуальность ваших инвестиций. Модульная платформа Sino Telecom STN6800 D16 OTN в сочетании с наиболее полным в отрасли набором когерентных модулей 800ZR/800LR, открытой системой управления сетью (NMS) с поддержкой SNMP/NETCONF и будущей модульной шасси, готовой к простому апгрейду до 1,6 Тбит/с, делает оптический уровень Sino Telecom сбалансированным решением по скорости, дальности, энергоэффективности и стоимости — специально разработанным для оптимальной поддержки современных и будущих требований ИИ-сетей. Будучи ведущим мировым поставщиком решений DCI — более 100 000 единиц уже развернуто по всему миру — мы используем десятилетний опыт, проверенную и устойчивую цепочку поставок и глобальное присутствие в более чем 30 странах, чтобы гарантировать успех на каждом этапе: от оптоволокна до самого удалённого узла, обеспечивая бесперебойный и готовый к будущему переход к ИИ-инфраструктуре данных. Обратитесь к команде продаж Sino Telecom уже сегодня за коммерческим предложением — комплексное решение «от концепции до реализации», основанное на десятилетнем лидерстве в области межцентрового соединения.