فناوری فرستنده گیرنده 800G: OSFP در مقابل QSFP-DD800

یک تیم شبکه ای که ما پشتیبانی می کنیم، سی-دو ماژول QSFP-DD800 DR8 را در سه ماهه گذشته در یک سوئیچ ستون فقرات جدید مستقر کردند. هر پورت تست BER آزمایشگاهی را در دمای نیمکت استاندارد پشت سر گذاشت. سپس تمام 32 پورت تحت ترافیک تولید را با تراکم کامل رک بارگیری کردند و دمای کیس در عرض چهل دقیقه از 80 درجه عبور کرد. علت اصلی نقص ماژول نبود. این یک بودجه حرارتی بود که بر اساس توان معمولی برگه داده 14 وات در هر پورت ساخته شده بود، در حالی که کشش واقعی تحت بار پایدار بین 17 تا 19 وات فرود آمد. در 19 وات در 32 پورت، آن سوئیچ سعی می کرد بیش از 600 وات گرما را فقط از اپتیک دفع کند. این همان شکافی است که انتخاب فناوری فرستنده گیرنده 800G را به یک مشکل مهندسی سیستم تبدیل می کند تا یک تمرین برگه مشخصات.

 

علت اصلی نقص ماژول نبود. این یک بودجه حرارتی بود که بر اساس توان معمولی برگه داده 14 وات در هر پورت ساخته شده بود، در حالی که کشش واقعی تحت بار پایدار بین 17 تا 19 وات فرود آمد. در 19 وات در 32 پورت، آن سوئیچ سعی می کرد بیش از 600 وات گرما را فقط از اپتیک دفع کند. این همان شکافی است که انتخاب فناوری فرستنده گیرنده 800G را به یک مشکل مهندسی سیستم تبدیل می کند تا یک تمرین برگه مشخصات.

 

کدام پلتفرم سوئیچ را مستقر می‌کنید، زیرساخت خنک‌کننده شما چگونه ساخته می‌شود، آیا فابریک شما InfiniBand یا اترنت را اجرا می‌کند، آیا نقشه راه شما شامل 1.6T در مدت سی-شش ماه است: هیچ یک از این متغیرها در صفحه داده ماژول ظاهر نمی‌شوند و همه آنها تعیین می‌کنند که آیا OSFP یا QSFP{2}}فاکتور استقرار صحیح شما برای DD80 است.

 

 

فضای سر حرارتی: شکاف بین صفحه مشخصات و شاسی سوئیچ

 

موقعیت معمولی صنعت این است که OSFP عملکرد حرارتی بهتری را ارائه می دهد زیرا محفظه از نظر فیزیکی بزرگتر است. ارتفاع پوسته OSFP 13.13 میلی‌متری در مقابل QSFP-8.5 میلی‌متری DD تقریباً دو برابر سطح تماس هیت سینک است و برای اپتیک‌های منسجم 800G که 25 وات یا بیشتر می‌کشند، این حجم اضافی یک نیاز سخت است تا ترجیح.

وقتی به بسته‌بندی سطح سیستم{0}}سطح خنک‌کننده-به جای ماژول- نگاه می‌کنید، این تصویر تغییر می‌کند. سیسکو یک نمایش عمومی از یک شاسی 1RU 25.6T QSFP-DD800 اجرا کرد که 30 وات در هر ماژول را در همه پورت ها تلف می کرد، بسیار بالاتر از آنچه هر فرستنده گیرنده فعلی DR8 یا FR4 می کشد ([سیسکو]). با هندسه هیت سینک قفس و طراحی منحنی فن مناسب، پاکت QSFP{1}}DD800 سطوح توان امروزی را با حاشیه کنترل می کند. این که آیا فردا را مدیریت می کند بستگی به این دارد که اتصالات منسجم و LPO در منحنی قدرت به کجا ختم می شوند، و بیشتر مقالات مقایسه ای از آن قسمت از تجزیه و تحلیل صرف نظر می کنند.

 

ما هر دو فاکتور فرم را از طریق اعتبارسنجی درجه بندی حرارتی در طول فرآیند صلاحیت خود اجرا می کنیم، و در جمعیت پورت کامل روی پلتفرم هایی از جمله سری Arista 7800- و شاسی سری Cisco 8000- آزمایش می کنیم. در تجربه ما، دمای مورد تحت بار بیشتر با معماری جریان هوای فروشنده سوئیچ مرتبط است تا اینکه ماژول OSFP یا QSFP-DD باشد. یک ماژول OSFP در یک شاسی با تهویه ضعیف می تواند گرمتر از QSFP-DD800 در شاسی طراحی شده برای اپتیک های پرقدرت کار کند. ما این را از نزدیک دیده ایم. برای نگاهی عمیق تر به اینکه چگونه توان ماژول بر برنامه ریزی حرارتی کلی رک تأثیر می گذارد، ما [تجزیه و تحلیل روند مصرف انرژی فرستنده و گیرنده نوری]اعداد را با جزئیات بیشتری پوشش می دهد.

 

دام نوع برتر OSFP

 

تیم‌های تدارکاتی که برای اولین بار ماژول‌های OSFP 800G را سفارش می‌دهند، معمولاً بر روی نوع نوری (DR8، SR8، FR4) تمرکز می‌کنند. نوع مکانیکی به ندرت وارد چک لیست سفارش خرید می شود و اشتباهات گران قیمت در اینجا اتفاق می افتد. OSFP به سه شکل فیزیکی ارسال می شود: Finned Top (IHS) با پره های خنک کننده آلومینیومی یکپارچه برای قفس سوئیچ، Top Flat (RHS) با سطح صاف طراحی شده برای هیت سینک های NIC سواری، و Closed Top به عنوان هیبریدی که در پلتفرم های خاص سیسکو یافت می شود. قابل تعویض نیستند.

 

 

سازگاری مکانیکی است نه نوری. یک OSFP 800G با Finned Top و دیگری با Flat Top می‌تواند مشخصات نوری یکسان، طول موج‌های یکسان، درجه‌بندی دسترسی یکسان داشته باشد و Finned Top از نظر فیزیکی در قفس ConnectX-7 قرار نمی‌گیرد. ما یک بازگشت را در سال گذشته پردازش کردیم که در آن یک سیستم یکپارچه کننده 200 واحد Finned Top OSFP برای استقرار که شامل NIC های فقط RHS بود سفارش داده بود. هر ماژول از نظر نوری کامل بود. هیچکدام مناسب نیستند.

 

کدام نوع برتر در کدام تجهیزات کار می کند چیزی است که ما در طول فرآیند کدگذاری EEPROM خود تأیید می کنیم. ماژول‌های OSFP FB-LINK با پیکربندی خاص پلتفرم-که در برابر سوئیچ هدف یا NIC تأیید شده است ارسال می‌شوند. پلتفرم های Cisco، Arista، Juniper، Dell، HPE، و NVIDIA/Mellanox ConnectX همگی در ماتریس سازگاری آزمایش شده ما هستند. اگر در زمان سفارش، مدل شاسی و نسخه سفت‌افزار را ارائه دهید، ما قبل از اینکه به مشکل لجستیکی تبدیل شود، سؤال IHS/RHS را حل می‌کنیم.

 

QSFP-DD800 در اینجا دارای یک مزیت ساختاری برای تیم‌های تدارکاتی است که محیط‌های چند فروشنده را مدیریت می‌کنند. یک شکل فیزیکی وجود دارد. متناسب با هر قفس QSFP{5}}DD مربوط به چهار نسل قبل، از [QSFP28 تا QSFP56 تا 400G QSFP-DD]. بدون ابهام نوع بالا، بدون پاورقی سازگاری با قفس. برای سازمان‌هایی که فروشنده‌های سوئیچ مختلط را در چندین تسهیلات اجرا می‌کنند، این یکنواختی سطح خطای خرید را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد.

 

چگونه LPO معادله ضریب فرم را تغییر می دهد

 

تا سال 2024، استدلال قدرت برای OSFP ساده بود: DSP درون یک ماژول سنتی 800G به تنهایی 6 تا 8 وات مصرف می‌کند، و مجموع توان ماژول را به بالای 14 وات و گاهی اوقات از 20 وات نیز می‌برد. سقف حرارتی بالاتر OSFP با آن سازگار است. وقتی ماژول‌های مبتنی بر DSP{8}}را برای استقرار ستون فقرات با چگالی کامل مشخص می‌کنیم، مقدار مجاز حرارتی هر پورت اولین محدودیتی است که بررسی می‌کنیم، نه بودجه نوری.

 

Linear Pluggable Optics DSP را به طور کامل از ماژول حذف می کند و تهویه سیگنال را به SerDes سوئیچ ASIC تغییر می دهد.

. نتیجه این است که ماژول‌های LPO کمتر از 8.5 وات، تقریباً نصف توان معادل‌های مبتنی بر DSP- ([OIF]). در آن سطح توان، سقف حرارتی 12 واتی QSFP-DD800 دیگر یک محدودیت نیست و کافی است. استدلال حرارتی که از لحاظ تاریخی به نفع OSFP بود، هنگامی که LPO وارد تصویر می شود، به طور قابل توجهی ضعیف می شود.

 

امروزه همه پلتفرم‌های سوئیچ از حالت درایو خطی پشتیبانی نمی‌کنند و تعداد آن‌هایی که این کار را انجام می‌دهند کمتر از آن چیزی است که ممکن است اعلامیه‌های فروشنده نشان دهد. ما ترکیب‌های ماژول{1} ASIC خاصی را برای عملیات LPO تأیید کرده‌ایم، و برخی از پلتفرم‌هایی که ادعا می‌کنند آمادگی LPO در بازاریابی خود دارند، هنوز از پشتیبانی سیستم‌افزار پایدار برای آن برخوردار نیستند. اگر در حال ارزیابی فناوری فرستنده گیرنده 800G برای یک پارچه شبکه هوش مصنوعی هستید و LPO بخشی از طرح است، سؤال این نیست که "آیا ماژول کار می کند" بلکه "آیا ماژول با سیلیکون سوئیچ خاص من و ویرایش سیستم عامل من کار می کند." ما می توانیم این را برای پلتفرم هایی که آزمایش کرده ایم پاسخ دهیم. مدل سوئیچ خود را برای ما ارسال کنید و ما به شما خواهیم گفت که آیا LPO قابل اجرا است یا اینکه برای آن اسلات به یک ماژول مبتنی بر DSP{6}} نیاز دارید.

 

وقتی QSFP-DD800 انتخاب اشتباهی است

 

هر مقاله رقیب با "این بستگی به نیاز شما دارد" به پایان می رسد. در اینجا جایی است که ما دقیق تر خواهیم بود.

 

اگر در حال ساختن خوشه NVIDIA InfiniBand NDR یا XDR هستید، QSFP{0}}DD800 شکل اشتباهی است. اکوسیستم ConnectX-7 و Quantum-2 پیرامون OSFP طراحی شده است. پورت های HCA OSFP هستند. پورت های سوئیچ OSFP هستند. لیست اپتیک واجد شرایط NVIDIA عمدتاً OSFP است. اجبار QSFP-DD به این اکوسیستم، سربار آداپتور را معرفی می کند، پشتیبانی فروشنده را پیچیده می کند، و شما را خارج از توپولوژی استقرار معتبر قرار می دهد. ماژول‌های OSFP 800G FB-LINK با سوئیچ‌های NDR Quantum-2 NVIDIA و آداپتورهای ConnectX-7 دقیقاً به همین دلیل آزمایش می‌شوند: پارچه‌های آموزشی InfiniBand AI تحمل ابهام قابلیت همکاری ندارند.

راه حل، ماژول‌های OSFP-RHS است که با خنک‌کننده صفحه سرد جفت شده‌اند، جایی که سطح ماژول صاف از طریق مواد رابط حرارتی با حلقه مایع تماس حرارتی مستقیم برقرار می‌کند. محیط‌های خنک‌شده با غوطه‌وری{2}}به محفظه‌های مهر و موم شده با مقاومت شیمیایی در برابر سیالات دی الکتریک نیاز دارند، فشار{3}} حداقل 0.2 مگاپاسکال در هر دستورالعمل OSFP MSA. اگر استقرار شما شامل قفسه‌های غوطه‌وری است، قبل از سفارش حجم، تأیید کنید که مشخصات آب‌بندی و مواد تامین‌کننده ماژول‌تان این الزامات را برآورده می‌کند.

 

برعکس، زمانی که شما در حال ارتقاء پارچه 400G اترنت 400G{3}}در حال ارتقاء پارچه ستون فقرات هستید، QSFP{0}DD800 انتخاب صحیحی است و اغلب به وضوح برتر است. سازگاری با قفس‌های QSFP28، QSFP56، و 400G QSFP{8}}DD به این معنی است که می‌توانید پورت‌های سرعت مختلط- را در یک شاسی در طول مهاجرت مرحله‌ای اجرا کنید. بدون تعویض قفس، بدون کارت آداپتور، بدون تغییر کارخانه کابل. برای یک مرکز داده سازمانی که دارای سوئیچ‌های اترنت Cisco یا Arista با زیرساخت‌های QSFP{12}}DD موجود است، ماژول‌های QSFP-DD800 یک مسیر انتقال ارائه می‌دهند که از سرمایه‌گذاری قبلی محافظت می‌کند.

 

معنای تصمیم 800G شما برای 1.6T چیست؟

 

بازار ماژول‌های نوری 800G تا پایان این دهه تقریباً سه برابر خواهد شد، و انتظار می‌رود LPO و اپتیک‌های بسته‌بندی شده مشترک تا سال 2028 بیش از 30 درصد از نصب‌های پورت 800G-و{5}بالاتر از آن را تشکیل دهند ([LightCounting از طریق Synopsys]). تصمیم فاکتور فرم امروز شما یا با آن مسیر همسو است یا بر خلاف آن عمل می کند.

 

OSFP یک مسیر ارتقاء تعریف شده از طریق ماژول‌های OSFP-XD و OSFP224 دارد که با همان زیرساخت قفس با تغییرات مکانیکی افزایشی مطابقت دارد. QSFP{3}}DD به QSFP112 منشعب می‌شود که سؤالات سازگاری خود را معرفی می‌کند. اگر سازمان شما در حال برنامه ریزی استقرار 1.6T در عرض 36 ماه و ایجاد زیرساخت سوئیچ جدید است، OSFP مستقیم ترین مسیر مهاجرت را در اختیار شما قرار می دهد. اگر از یک ناوگان QSFP{9}}DD موجود استفاده می‌کنید و 1.6T یک مکالمه 2028 یا جدیدتر است، QSFP{12}}DD800 از انتقال فاکتور شکل میانی-چرخه که در مقیاس گران می‌شود جلوگیری می‌کند.

 

FB-LINK ماژول‌های OSFP و QSFP-DD800 را در مجموعه کامل 800G عرضه می‌کند: انواع SR8، DR8، 2×DR4، 2×FR4 و 2×LR4. ماژول‌های ما پلتفرم{13}}تأیید شده‌اند، برای سفارش سوئیچ و NIC خاص شما کدگذاری شده‌اند، و با گزارش‌های آزمایشی بر اساس پیکربندی سخت‌افزار شما ارسال می‌شوند. اگر قبل از انجام سفارش حجمی نیاز به بررسی سازگاری فاکتور فرم، تناسب حرارتی یا پشتیبانی LPO دارید، [تیم مهندسی ما این اعتبار سنجی را بدون هیچ هزینه ای اجرا می کند].

 

---

 

نوشته شده توسط تیم فروش فنی و مهندسی نوری FB-LINK، بر اساس پشتیبانی استقرار در پروژه‌های ارتباطی سازمانی، مقیاس بزرگ و HPC از سال ۲۰۱۲.