أخبار الشركة عن إحداث ثورة في الاتصال بمراكز البيانات: صعود أجهزة الإرسال والاستقبال الضوئية OSFP 800G في عصر الذكاء الاصطناعي

ال800 جرام أوسفببرز جهاز الإرسال والاستقبال البصري كتقنية أساسية للبنى التحتية الحديثة فائقة النطاق، مما يلبي الطلب الملح على النطاق الترددي الضخم في شبكات الذكاء الاصطناعي (AI) والتعلم الآلي (ML). تمثل هذه الوحدة عالية الأداء القابلة للتوصيل قفزة كبيرة للأمام من أجيال 400G السابقة، حيث تستفيد من تعديل PAM4 المتطور ذي 8 قنوات لتقديم إنتاجية مزدوجة كاملة غير مسبوقة تبلغ 800 جيجابت في الثانية. مع استمرار ارتفاع حركة البيانات العالمية، مدفوعة بنماذج اللغة الكبيرة (LLMs) ومعالجة البيانات في الوقت الفعلي، فإن تكامل800 جرام أوسفبتضمن التكنولوجيا أن مراكز البيانات يمكنها الحفاظ على أعلى مستوى من الأداء مع تحسين كفاءة استخدام الطاقة. ومن خلال الجمع بين تكوينات المنافذ عالية الكثافة والإدارة الحرارية المتقدمة، توفر أجهزة الإرسال والاستقبال هذه خارطة طريق مستقبلية لمقدمي الخدمات السحابية والشبكات الأساسية للمؤسسات. تستكشف هذه المقالة التعقيدات التقنية والضرورة الإستراتيجية والتطبيقات الصناعية المتنوعة لوحدة 800G OSFP، مع تسليط الضوء على سبب كونها الخيار النهائي للجيل القادم من الوصلات الضوئية عالية السرعة.

لفهم800 جرام أوسفب جهاز الإرسال والاستقبال البصري (Octal Small Form-factor Pluggable)، يجب على المرء أولاً فحص البنية الفيزيائية والكهربائية التي تمكنه من إنتاجية هائلة للبيانات. يعمل وفقًا لمعايير IEEE 802.3ck وOSFP MSA800 جرام أوسفبعبارة عن وحدة قابلة للتوصيل تستخدم 8 مسارات متوازية، كل منها يعمل بسرعة 106.25 جيجابت في الثانية. ويتم تحقيق ذلك من خلال تشوير PAM4 (تعديل سعة النبض ذو المستوى الرابع)، والذي يسمح بمضاعفة معدل البيانات لتعديل NRZ التقليدي (عدم العودة إلى الصفر) ضمن نفس النطاق الترددي.

من الناحية المادية، يعد عامل شكل OSFP أكبر قليلاً من QSFP-DD، وهو اختيار تصميم متعمد يهدف إلى استيعاب متطلبات استهلاك الطاقة وتبديد الحرارة الأعلى. تشير تسمية "أوكتال" إلى واجهاتها الكهربائية الثمانية. السمة المميزة لـ 800G OSFP هي المشتت الحراري المتكامل. على عكس الوحدات الأخرى التي تعتمد بشكل كامل على تدفق هواء التبريد من جانب النظام، يتميز غلاف وحدة OSFP بزعانف مدمجة تسهل نقل الحرارة المباشر إلى البيئة. يعد هذا أمرًا بالغ الأهمية للوحدات التي تتعامل مع ما يصل إلى 16.5 واط أو 18 واط من الطاقة.

يمكن أن يختلف الجانب البصري للوحدة بناءً على احتياجات الإرسال. على سبيل المثال،800 جرام أوسفب DR8يستخدم ضوئيات السيليكون أو مصفوفات EML (الليزر المعدل بالامتصاص الكهربائي) بطول موجة يبلغ 1310 نانومتر للإرسال عبر الألياف أحادية الوضع (SMF) حتى 500 متر. على العكس من ذلك، تستخدم متغيرات SR8 (قصيرة المدى) تقنية VCSEL (ليزر ينبعث من سطح التجويف الرأسي) عند 850 نانومتر لعمليات نشر الألياف متعددة الأوضاع (MMF) حتى 50 مترًا. علاوة على ذلك، تدعم الوحدةنظام إدارة المعلومات 5.0+(مواصفات واجهة الإدارة العامة)، مما يوفر واجهة برمجية موحدة لمراقبة التشخيص الرقمي (DDM/DOM)، واكتشاف الجهد، وتتبع التيار المتحيز بالليزر. يضمن هذا المستوى من الدقة التقنية أن 800G OSFP ليس مجرد مكون، ولكنه نظام إلكتروني ضوئي متطور قادر على مزامنة أقل من النانو ثانية عبر أقمشة التبديل الضخمة.

لماذا تتجه الصناعة بقوة نحو800 جرام أوسفب؟ تكمن الإجابة في القيود المفروضة على بنيات 400G الحالية عند مواجهة كثافة عبء العمل لمجموعات تدريب الذكاء الاصطناعي.

ومع توسع مجموعات وحدات معالجة الرسومات إلى عشرات الآلاف من العقد، تصبح حركة المرور "من الشرق إلى الغرب" - وهي البيانات التي تنتقل بين الخوادم بدلاً من نقلها إلى الإنترنت - هي عنق الزجاجة الأساسي.

1. كفاءة حرارية لا مثيل لها للبيئات عالية الطاقة
   أهم نقطة ألم في الشبكات عالية الكثافة هي الاختناق الحراري. عندما تصل سرعة أجهزة الإرسال والاستقبال إلى 800 جيجا، تولد المكونات الداخلية حرارة كبيرة. يعالج 800G OSFP هذا الأمر من خلال غلافه الحراري الفائق. من خلال دمج المشتت الحراري مباشرة في الوحدة، فإنه يسمح بميزانية طاقة أعلى (تصل إلى 18 وات)، والتي بدورها تتيح استخدام معالجات الإشارة الرقمية عالية الأداء (معالجات الإشارة الرقمية) ومحركات الليزر المتطورة دون المخاطرة بفشل الأجهزة أو تدهور الأداء. وهذا يجعله الخيار المفضل لمراكز البيانات المبردة بالسوائلورفوف خادم AI عالية الكثافة.
2. تخفيض جذري في التكلفة الإجمالية للملكية (TCO)
   في حين أن التكلفة الأولية لوحدة 800 جيجا أعلى من وحدة 400 جيجا، فإن التكلفة لكل بت أقل بكثير. التنفيذ800G أجهزة الإرسال والاستقبال OSFPيسمح لمشغلي الشبكات بمضاعفة عرض النطاق الترددي الخاص بهم مع استخدام نفس المقدار من مساحة الحامل والبنية التحتية للطاقة. يؤدي هذا الدمج إلى تقليل عدد المفاتيح والكابلات والتصحيحات الضوئية المطلوبة، مما يؤدي إلى إنشاء بنية تحتية أصغر حجمًا وأكثر كفاءة.
3. قدرات اختراق متعددة الاستخدامات لقابلية التوسع في الشبكة
   تتطلب الشبكات الحديثة المرونة. يدعم 800G OSFP تكوينات الاختراق المختلفة، مثل2x400 جرام، 4x200 جرام، و8x100 جرام. يتيح ذلك لمنفذ واحد بسعة 800 جيجا بايت على محول العمود الفقري الاتصال مباشرة بمفاتيح متعددة الأوراق أو خوادم عالية الأداء، مما يؤدي إلى تحسين استخدام المنفذ وتبسيط إدارة الكابلات.
4. التدقيق المستقبلي ضد ارتفاع حركة مرور الذكاء الاصطناعي
   مع التطور السريع للذكاء الاصطناعي التوليدي، أصبحت أنماط حركة المرور غير قابلة للتنبؤ بها بشكل متزايد. الالكمون المنخفض 800G الربطيضمن أن نسيج الشبكة يمكنه التعامل مع دفعات هائلة من البيانات دون خلق "ارتعاش" زمن الوصول الذي يمكن أن يؤدي إلى إلغاء مزامنة تدريب نموذج الذكاء الاصطناعي. ومن خلال نشر 800G OSFP اليوم، تضمن المؤسسات أن تظل البنية التحتية الخاصة بها ذات صلة بالسنوات الخمس إلى السبع القادمة من التطور التكنولوجي.

جارٍ النشر800 جرام أوسفبتتضمن الوحدات فهمًا عميقًا للتآزر بين الفيزياء البصرية وأجهزة الشبكات. في مركز بيانات نموذجي للحوسبة عالية الأداء (HPC) أو الذكاء الاصطناعي، يتم دمج هذه الوحدات في محولات ذات قدرة 800 جيجا بايت (مثل تلك القائمة على منصات Broadcom Tomahawk 5 أو NVIDIA Spectrum-4).

السيناريو 1: نسيج تدريب الذكاء الاصطناعي (الربط بين وحدة معالجة الرسومات للتبديل)
في بيئة تدريب الذكاء الاصطناعي التي تستخدم وحدات معالجة الرسومات NVIDIA H100 أو H200، يتم استخدام وحدات 800G OSFP لتوصيل عقد وحدة معالجة الرسومات بالمفاتيح الطرفية. هنا،800 جرام أوسفب DR8غالبًا ما يتم استخدام (المدى المباشر 8 حارات) مع موصلات MPO-16. يحمل كل مسار 100 جيجا من البيانات. في هذا التطبيق الصناعي، يعد الحفاظ على سلامة الإشارة أمرًا بالغ الأهمية. الداخليةDSP (معالج الإشارات الرقمية)داخل وحدة OSFP، يتم تنفيذ المعادلة التكيفية وتصحيح الأخطاء الأمامية (FEC) للتعويض عن تشويه الإشارة عبر وصلة الألياف. ويضمن ذلك معدل خطأ بت (BER) يلبي المتطلبات الصارمة لبروتوكولات حساب الذكاء الاصطناعي مثل InfiniBand أو RoCE v2 (RDMA عبر شبكة إيثرنت متقاربة).

السيناريو 2: الاتصال البيني لمركز البيانات (DCI) و Hyperscale Core
بالنسبة للاتصالات بين قاعات مراكز البيانات المختلفة أو مجموعات المفاتيح الأساسية واسعة النطاق، فإن800 جرام أوسفب2xFR4يتم استخدام البديل بشكل متكرر. تستخدم هذه التقنية CWDM (تعدد الإرسال بتقسيم الطول الموجي الخشن) لدمج أربعة أطوال موجية في زوج ألياف واحد، ويتم تكرار ذلك مرتين ليصبح المجموع 800 جيجا. وهذا يقلل من عدد الألياف المادية المطلوبة في جميع أنحاء الحرم الجامعي. عند نشر هذه العناصر، يجب على المهندسين حسابربط الميزانيةبعناية. توفر وحدة 800G OSFP عادةً ميزانية طاقة ضوئية تبلغ حوالي 6 ديسيبل إلى 9 ديسيبل، مما يسمح بعدة كيلومترات من الإرسال عند إقرانها بألياف أحادية الوضع عالية الجودة ولوحات التوصيل المناسبة.

السيناريو 3: اختراق 800 جيجا إلى الأنظمة القديمة 100 جيجا/200 جيجا
غالبًا ما تواجه أقسام المشتريات التحدي المتمثل في دمج محولات 800G الجديدة مع خوادم 100G أو 200G الحالية. يتيح 800G OSFP نموذج "الدفع عند النمو" من خلال الكابلات الجانبية. على سبيل المثال، أ800 جرام أوسفبإلى 8x100Gيتيح تجميع الاختراق لمنفذ 800 جيجا خدمة ثماني عقد خادم 100 جيجا. يتطلب ذلك تكوين برنامج التبديل في وضع "تقسيم المنفذ"، وهي عملية يتم تسهيلها بواسطة EEPROM المتوافق مع CMIS الخاص بالوحدة، والذي يخبر المحول بالضبط بكيفية إدارة الممرات الكهربائية.

من منظور المشتريات، المعلمات التقنية مثلنسبة الانقراض (ER),سعة التعديل البصري (OMA)، وإغلاق عين المرسل والتشتت (TDECQ)يتم تحليلها للتأكد من أن الوحدات من دفعات مختلفة توفر أداءً ثابتًا. تخضع وحدات 800G OSFP الخاصة بنا لاختبارات احتراق صارمة عند 70 درجة مئوية لمحاكاة أقسى بيئات مراكز البيانات، مما يضمن الحفاظ على سلامة الليزر من الفئة 1 ودقة DDM طوال عمر المنتج.

ال800 جرام أوسفبيمثل جهاز الإرسال والاستقبال البصري قمة تكنولوجيا التوصيل البيني البصري الحالية، مما يوفر النطاق الترددي الأساسي والاستقرار الحراري وقابلية التوسع التي تتطلبها ثورة الذكاء الاصطناعي. مع انتقال مراكز البيانات نحو أقمشة التحويل 51.2T و102.4T، أثبت عامل الشكل OSFP نفسه باعتباره الوسيلة الأكثر موثوقية لسرعات 800G وسرعات 1.6T المستقبلية. ومن خلال إعطاء الأولوية للاستهلاك المنخفض للطاقة وسلامة الإشارة العالية، يمكن لمشغلي الشبكات ضمان أن بنيتهم ​​التحتية ليست سريعة فحسب، بل أيضًا مستدامة وفعالة من حيث التكلفة.