Typische Anwendungen von 800G-Transceivern und -Kabeln im KI-Rechenzentrum

Mit dem anhaltenden Wachstum der Workloads von KI-Anwendungen rüsten Rechenzentren schrittweise auf 800G-Interconnect-Technologie auf, um die massive Ost-West-Datenübertragung zwischen GPUs, Switches und Speichersystemen zu unterstützen. In groß angelegten KI-Clustern müssen Tausende von Beschleunigungschips Kommunikation mit extrem niedriger Latenz und extrem hoher Bandbreite erreichen, wodurch die Auswahl von Interconnect-Lösungen besonders kritisch wird. Dieser Artikel konzentriert sich auf die konkreten Anwendungen der 800G-Optikmodule, DACs und AOC-Produkte von QSFPTEK in KI-Rechenzentren.

Die Rolle von 800G in der KI-Infrastruktur

Trainingscluster für künstliche Intelligenz erfordern einen kontinuierlichen Datenaustausch zwischen GPUs, der sich oft über mehrere Racks oder sogar Rechenzentren erstreckt. Herkömmliche 100G- und 400G-Verbindungen sind für diese Umgebungen unzureichend, was die Einführung von 800G-Netzwerken vorantreibt.

Im Vergleich zu herkömmlichen Geschäftsszenarien auf Unternehmensebene legen KI-Cluster-Netzwerke größeren Wert auf Folgendes:

Hohe Bandbreitendichte: Einzelne Serverknoten benötigen in der Regel eine Downlink-Bandbreite von mindestens 400Gbps, während in großen AI-Clustern Backbone-Switches Schaltkapazitäten von mehreren zehn oder sogar Hunderten von Tbps benötigen.

Geringe Latenz und hohe Stabilität: Die Netzwerklatenz wirkt sich direkt auf die Effizienz des Modelltrainings aus, insbesondere in groß angelegten verteilten Trainingsszenarien.

Skalierbare Interconnect-Architektur: Mit zunehmender Anzahl von GPU-Knoten muss das Netzwerk eine reibungslose Skalierung unterstützen, einschließlich sowohl der horizontalen Hinzufügung von GPU-Servern als auch der vertikalen Aufrüstung der Geschwindigkeiten von 400G auf 800G.

800G DAC: Die beste Wahl für Verbindungen über kurze Distanzen

Für Verbindungen innerhalb desselben Racks, 800G DAC Kabel sind die effizienteste Option. Diese Kabel verwenden Kupferverkabelung und unterstützen die Kommunikation mit extrem niedriger Latenz zwischen GPUs, Netzwerkschnittstellenkarten (NICs) und Top-of-Rack-Switches.

Zu den wichtigsten Vorteilen gehören:

Aufgrund der Eigenschaften von DACs liegt ihr Stromverbrauch nahe null, was zur Senkung der Betriebskosten beiträgt.

Die Kosten für 800G-DACs sind extrem niedrig; sie sind die kostengünstigste aller 800G-Lösungen und damit eine ausgezeichnete Wahl für Unternehmen mit begrenztem Budget.

Darüber hinaus übertragen 800G-DACs elektrische Signale direkt, wodurch die Notwendigkeit einer fotoelektrischen Umwandlung entfällt, was zu extrem niedriger Latenz führt, die besonders für KI-Rechenzentren wichtig ist.

Mit diesen Eigenschaften werden DACs häufig in KI-Clustern für Verbindungen zwischen GPUs und Switches sowie zwischen Servern und Switches eingesetzt. Ihre Einschränkung liegt jedoch in der Übertragungsdistanz. DACs unterstützen typischerweise nur Übertragungsdistanzen von wenigen Metern, wodurch sie für Verbindungen zwischen Racks oder über längere Strecken ungeeignet sind.

800G AOC: Eine flexible, vernetzte Lösung für kurze bis mittlere Entfernungen

Wenn Übertragungsdistanzen über Rack-montierte Bereiche hinausgehen, ist die 800G AOC wird zu einer praktischeren Lösung. Das AOC integriert optische Module und Glasfaser in einer einzigen Komponente und ermöglicht im Vergleich zu einem DAC eine Hochgeschwindigkeitsübertragung über größere Entfernungen.

Typische Merkmale des 800G AOC sind:

Längere Übertragungsdistanzen, die typischerweise 30 Meter oder mehr erreichen.

AOCs sind leichter und einfacher zu verwalten als DACs, was den Einsatz in beengten Räumen ermöglicht und das Netzwerkmanagement erleichtert.

Da AOCs optische Signale zur Datenübertragung verwenden, sind sie unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Störungen, was den Einsatz in Umgebungen mit elektromagnetischen Störungen ermöglicht.

Ihre Flexibilität und höhere Signalintegrität machen sie ideal für dicht verkabelte Umgebungen, in denen das Management von Kupferverkabelung eine Herausforderung darstellt.

800G Optische Module: Das Rückgrat von KI-Rechenzentren

800G optische Module sind entscheidend für großflächige Konnektivität, insbesondere in Leaf-Ridge-Architekturen. Sie unterstützen sowohl Kurz- als auch Mittelstreckenverbindungen und bieten hohe Flexibilität.

Die 800G OSFP224 DR4 kann über zwei MTP/MPO-12 APC-Kabel mit einem 1.6T OSFP 2DR4 verbunden werden und ermöglicht Upgrades sowie Datenaggregation zur 1.6T-Kernschicht, um die Bandbreitenanforderungen von KI-Rechenzentren zu erfüllen.

800G-Module können auch direkt über Multimode-Faser miteinander verbunden werden, um eine Switch-Verbindung mit hoher Bandbreite zu erreichen. Diese Lösung bietet eine höhere Portdichte und eine einfachere Verkabelung, was die zukünftige Wartung erleichtert.

Der 800G SR8 kann auch nahtlos über MTP/MPO-12 APC OM4-Patchkabel mit einem 400G SR4 verbunden werden, um den Switch mit einer leistungsstarken Netzwerkschnittstellenkarte (NIC) zu verbinden. Diese Verbindungsmethode kann 400G-Netzwerke schnell auf 800G aufrüsten und Rechenzentren eine höhere Bandbreite und geringere Latenz sowie eine durchgängige, nicht blockierende Verbindung für KI-Trainingscluster bieten.

Fazit

Die rasante Entwicklung von KI-Diensten veranlasst Rechenzentren dazu, auf 800G-Interconnect-Technologie aufzurüsten, um die Anforderungen an hohe Bandbreite, geringe Latenz und skalierbare Netzwerke zu erfüllen. Die 800G-DAC-, AOC- und optischen Module von QSFPTEK sind an verschiedene Szenarien in Kurzstrecken-, Kurz- bis Mittelstrecken- und Backbone-Netzwerken angepasst und bilden eine vollständige Lösung, die den effizienten und stabilen Betrieb von KI-Trainingsclustern wirksam unterstützt.