Всё, что нужно знать о кабелях DAC 1.6T

В связи с широким распространением искусственного интеллекта кабели 1.6T DAC пользуются все большим спросом. По мере увеличения объема обучения больших моделей искусственного интеллекта темпы роста трафика внутри сети центра обработки данных значительно превысили темпы роста, характерные для традиционной эпохи облачных вычислений. Для современных вычислительных кластеров на базе GPU высокоскоростной обмен данными между узлами стал ключевым узким местом, которое больше не ограничивается производительностью вычислительной мощности одной видеокарты GPU. На этом фоне сетевые архитектуры центров обработки данных постепенно переходят от 400G и 800G к высокоскоростным архитектурам 1.6T. В частности, в сетевой архитектуре InfiniBand XDR требования к сверхвысокой пропускной способности, сверхнизкой задержке и развертыванию с высокой плотностью предъявили новые стандарты к базовым решениям для межсоединений и передачи данных. По сравнению с традиционными решениями на основе оптических модулей кабели 1.6T DAC благодаря низкому энергопотреблению, низкой задержке и высокой экономической эффективности стали предпочтительным решением для межсоединений на коротких расстояниях в вычислительных кластерах искусственного интеллекта.

Что такое 1.6T DAC

A 1.6T DAC представляет собой высокоскоростное медное решение прямого подключения, используемое преимущественно для межсоединений на коротких расстояниях в стойках между коммутаторами, серверами с GPU и узлами хранения данных. В отличие от оптических модулей, DAC не требуют фотоэлектрического преобразования; они передают высокоскоростные электрические сигналы непосредственно по медным кабелям. Благодаря более простой конструкции, не содержащей оптических чипов и компонентов фотоэлектрического преобразования, они отличаются меньшим энергопотреблением и более низкой задержкой.

Современные DAC-кабели 1.6T обычно основаны на конструкции корпуса OSFP224 с двухпортовой архитектурой 2x 800G и модуляцией PAM4. Внутри они обеспечивают общую пропускную способность 1.6Tbps за счет нескольких электрических каналов PAM4 со скоростью 200Gbps. Это означает, что один DAC-кабель 1.6T может обеспечить передачу данных, для которой ранее требовалось несколько высокоскоростных кабелей. Для центров обработки данных ИИ такое развертывание с высокой плотностью значительно снижает сложность кабельной разводки в стойках, одновременно повышая эффективность использования портов коммутатора и снижая общие эксплуатационные расходы.

Почему движок 1.6T использует Active DAC

В сетевых приложениях 25G и 100G пассивные DAC-кабели могут удовлетворить потребности большинства сценариев передачи на короткие расстояния. Однако при увеличении скорости передачи по одному каналу до 200Gbps ограничения традиционных пассивных медных кабелей становятся очевидными, а целостность передачи сигнала оказывается под угрозой.

В сценариях высокочастотной и высокоскоростной передачи такие дефекты передачи, как вносимые потери, межсимвольная интерференция, джиттер сигнала и ближние перекрестные помехи, дополнительно усиливаются. Поэтому для обеспечения стабильности передачи и качества сигнала на скоростях 200G и выше используются активные DAC. Активные DAC объединяют блоки эквализации, усиления сигнала и коррекции сигнала с предварительным предыскажением, эффективно компенсируя потери и искажения сигнала при высокоскоростной передаче.

При развертывании систем передачи данных ACC не только значительно повышает стабильность соединения, но и эффективно увеличивает расстояние передачи по медному кабелю. В средах длительной, высоконагруженной и непрерывной работы, таких как кластеры вычислений ИИ, активные DAC обеспечивают более высокую адаптивность и имеют более существенные преимущества применения по сравнению с традиционными пассивными DAC.

PAM4 становится ключом к 1.6T DAC

Основная причина, по которой DAC 1.6T может обеспечивать такую высокую пропускную способность, заключается в разработке и широком внедрении Модуляция PAM4 технологии.

Традиционные сигналы NRZ могут передавать только 1 бит данных на символ, тогда как PAM4 может передавать 2 бита информации. Это эквивалентно удвоению эффективности использования полосы пропускания без значительного увеличения частоты.

Однако PAM4 также имеет существенные недостатки. Из-за уменьшенного расстояния между уровнями система становится более чувствительной к шуму, а это означает, что высокоскоростные соединения требуют более мощных возможностей обработки сигналов. Особенно при скорости 200Gbps на канал даже незначительный джиттер или перекрестные помехи могут привести к быстрому увеличению коэффициента битовых ошибок.

DAC 1.6T — это по сути не просто медный кабель; он стал сложной высокоскоростной системой межсоединения, объединяющей высокоскоростной SerDes, электрическую оптимизацию и возможности компенсации сигнала.

Ценность 1.6T DAC в InfiniBand XDR

InfiniBand XDR представляет собой важное направление развития современных сетей AI и HPC, основной целью которого является решение проблемы низколатентной связи в крупномасштабных кластерах GPU.

По сравнению с традиционным Ethernet, InfiniBand делает акцент на сверхнизкой задержке, высокой пропускной способности, возможностях RDMA и высокой эффективности синхронизации между крупномасштабными узлами.

Во время обучения больших моделей графическим процессорам часто требуется синхронизировать градиенты и обмениваться параметрами. Если задержка в сети слишком высока, эффективность обучения снизится из-за узких мест в передаче данных даже при наличии мощных графических процессоров.

Кабель DAC 1.6T идеально подходит для этого сценария. Поскольку DAC не требует фотоэлектрического преобразования, задержка его линии обычно ниже, чем у решений на основе оптических модулей. Кроме того, внутри стойки или между соседними стойками DAC обеспечивает меньшее энергопотребление и более высокую плотность развертывания. Это важное преимущество для центров обработки данных с ИИ, где все больше внимания уделяется энергоэффективности.

Применение

Основные области применения 1.6T DAC — это соединения на коротких расстояниях внутри кластеров AI и HPC, особенно в средах с чрезвычайно высокими требованиями к пропускной способности, задержке и стабильности, таких как:

Подключения между серверами с GPU и коммутаторами

Межстоечные соединения в архитектурах Spine-Leaf

Высокоскоростные сети хранения данных NVMe over Fabrics

Кластеры InfiniBand XDR высокой плотности

В этих сценариях 1.6T DAC имеет значительные преимущества перед оптическими модулями с точки зрения низкого энергопотребления, низкой задержки, высокой пропускной способности и сложности развертывания, эффективно уменьшая сложность кабельной инфраструктуры и последующие эксплуатационные расходы.

Заключение

Для сценариев передачи на короткие расстояния 1.6T DAC является не только недорогой альтернативой, но и критически важной инфраструктурой, обеспечивающей баланс пропускной способности, задержки, энергопотребления и оптимизированной кабельной разводки. Особенно в сетях InfiniBand XDR высокоскоростные ACC DAC лучше соответствуют требованиям к низкозатратной по времени и стабильной связи в крупных кластерах GPU. Кроме того, по мере дальнейшего расширения кластеров ИИ роль 1.6T DAC в центрах обработки данных будет возрастать.