Todo lo que debe saber sobre los cables DAC 1.6T

Con la adopción generalizada de la IA, los DAC de 1.6T son cada vez más demandados. A medida que el volumen de entrenamiento de los grandes modelos de IA sigue expandiéndose, la tasa de crecimiento del tráfico de intranet de los centros de datos ha superado por completo el nivel de crecimiento de la era tradicional de la computación en la nube. Para los clústeres modernos de computación con GPU, la comunicación de datos de alta velocidad entre nodos se ha convertido en un cuello de botella clave, y ya no está limitada al rendimiento de potencia de cómputo de una sola tarjeta GPU. En este contexto, las arquitecturas de red de los centros de datos están evolucionando de forma constante desde 400G y 800G hacia arquitecturas de gran ancho de banda de 1.6T. Especialmente en la arquitectura de red InfiniBand XDR, los requisitos de ultra ancho de banda, latencia ultrabaja y despliegue de alta densidad han impuesto nuevos estándares a las soluciones de transmisión de interconexión subyacentes. En comparación con las soluciones tradicionales de módulos ópticos, los DAC de 1.6T, con sus ventajas de bajo consumo de energía, baja latencia y alta rentabilidad, se han convertido en la solución preferida de interconexión de corta distancia para clústeres de computación de IA.

¿Qué es un DAC 1.6T?

A DAC 1.6T es una solución de conexión directa de cobre de alta velocidad utilizada principalmente para interconexiones de corta distancia, montadas en rack, entre switches, servidores GPU y nodos de almacenamiento. A diferencia de los módulos ópticos, los DAC no requieren conversión fotoeléctrica; transmiten señales eléctricas de alta velocidad directamente a través de cables de cobre. Debido a su estructura más sencilla, sin chips ópticos ni conversión fotoeléctrica, ofrece menor consumo de energía y menor latencia.

Los DAC de 1.6T convencionales suelen basarse en un diseño de paquete OSFP224, empleando una arquitectura Twin-port 2x 800G y modulación PAM4. Internamente, alcanza un ancho de banda total de 1.6Tbps mediante múltiples canales eléctricos PAM4 de 200Gbps. Esto significa que un solo DAC de 1.6T puede realizar la transmisión de datos que antes requerían varios cables de alta velocidad. Para los centros de datos de IA, este despliegue de alta densidad reduce significativamente la complejidad del cableado en rack, al tiempo que mejora la utilización de los puertos del switch y reduce los costes operativos generales.

Por qué el motor 1.6T depende del DAC activo

En aplicaciones de red 25G y 100G, los DAC pasivos pueden satisfacer las necesidades de la mayoría de los escenarios de transmisión de corta distancia. Sin embargo, cuando las velocidades de un solo canal aumentan a 200Gbps, las limitaciones de los cables de cobre pasivos tradicionales se hacen evidentes y la integridad de la transmisión de la señal enfrenta desafíos.

En escenarios de transmisión de alta frecuencia y alta velocidad, los defectos de transmisión, como la pérdida de inserción, la interferencia entre símbolos, la fluctuación de la señal y la diafonía de extremo cercano, se agravan aún más. Por lo tanto, para garantizar la estabilidad de la transmisión y la calidad de la señal a velocidades de 200G y superiores, se utilizan DAC activos. Los DAC activos integran unidades de acondicionamiento de señal de ecualización, amplificación de señal y preénfasis, compensando eficazmente la pérdida y la distorsión de la señal durante la transmisión de alta velocidad.

En la implementación de datos, ACC no solo mejora significativamente la estabilidad del enlace, sino que también extiende eficazmente la distancia de transmisión del cable de cobre. En entornos de funcionamiento ininterrumpido a largo plazo, de alta carga, como los clústeres de computación de IA, los DAC activos ofrecen una adaptabilidad y ventajas de aplicación más destacadas en comparación con los DAC pasivos tradicionales.

PAM4 se convierte en la clave del DAC de 1.6T

La razón principal por la que el DAC 1.6T puede alcanzar un ancho de banda tan alto es el desarrollo y la adopción generalizada de Modulación PAM4 tecnología.

Las señales NRZ tradicionales solo pueden transportar 1 bit de datos por símbolo, mientras que PAM4 puede transmitir 2 bits de información. Esto equivale a duplicar la eficiencia del ancho de banda sin aumentar significativamente la frecuencia.

Sin embargo, PAM4 también tiene desventajas significativas. Debido a su espaciado de niveles reducido, el sistema se vuelve más sensible al ruido, lo que significa que los enlaces de alta velocidad requieren capacidades de procesamiento de señal más sólidas. Especialmente a 200Gbps por canal, incluso una fluctuación o diafonía menor puede causar un rápido aumento de la tasa de errores de bit.

El DAC 1.6T es esencialmente más que un simple cable de cobre; se ha convertido en un complejo sistema de interconexión de alta velocidad que integra SerDes de alta velocidad, optimización eléctrica y capacidades de compensación de señal.

El valor de un DAC 1.6T en InfiniBand XDR

InfiniBand XDR representa una dirección de desarrollo significativa en las redes actuales de IA y HPC, cuyo objetivo principal es resolver el problema de comunicación de baja latencia en clústeres de GPU a gran escala.

En comparación con Ethernet tradicional, InfiniBand enfatiza una latencia ultrabaja, un alto rendimiento, capacidades RDMA y una alta eficiencia de sincronización entre nodos a gran escala.

Durante el entrenamiento de modelos grandes, las GPU necesitan sincronizar gradientes e intercambiar parámetros con frecuencia. Si la latencia de la red es demasiado alta, incluso con GPU potentes, la eficiencia del entrenamiento disminuirá debido a cuellos de botella en la comunicación.

Un DAC de 1.6T es perfectamente adecuado para este escenario. Dado que el DAC no requiere conversión fotoeléctrica, su latencia de enlace suele ser menor que la de las soluciones con módulos ópticos. Además, dentro de un rack o entre racks adyacentes, el DAC ofrece menor consumo de energía y mayor densidad de despliegue. Esta es una ventaja crucial para los centros de datos de IA, que cada vez hacen más hincapié en la eficiencia energética.

Aplicaciones

Las aplicaciones principales del 1.6T DAC son las conexiones de corta distancia dentro de clústeres de IA y HPC, particularmente en entornos con requisitos extremadamente altos de ancho de banda, latencia y estabilidad, tales como:

Conexiones entre servidores GPU y switches

Interconexiones de racks en arquitecturas Spine-Leaf

redes de almacenamiento de alta velocidad NVMe over Fabrics

Clústeres InfiniBand XDR de alta densidad

En estos escenarios, el DAC 1.6T ofrece ventajas significativas sobre los módulos ópticos en términos de bajo consumo de energía, baja latencia, gran ancho de banda y complejidad de despliegue, reduciendo eficazmente la complejidad del cableado y los costos operativos posteriores.

Conclusión

Para escenarios de transmisión de corta distancia, el DAC 1.6T no solo es una alternativa de bajo coste, sino también una infraestructura crítica que equilibra el ancho de banda, la latencia, el consumo de energía y el cableado optimizado. Especialmente en redes InfiniBand XDR, los DAC ACC de alta velocidad satisfacen mejor los requisitos de comunicación estable y de baja latencia de los clústeres de GPU a gran escala. Además, a medida que los clústeres de IA sigan expandiéndose, el papel del DAC 1.6T en los centros de datos aumentará aún más.