في العصر الرقمي الحالي، تشهد حركة البيانات نموًا هائلاً، لا سيما في مجالات مثل مراكز البيانات والحوسبة عالية الأداء والذكاء الاصطناعي. لتلبية الطلب على نقل البيانات عالي السرعة والسعة في هذه المجالات، تواصل تكنولوجيا الاتصالات البصرية تطورها. وقد أصبحت وحدة OSFP 800G الضوئية بطول 100 متر، بفضل مزاياها المتمثلة في النطاق الترددي العالي والاستقرار العالي، حلاً تقنيًا رئيسيًا، وتُستخدم على نطاق واسع في مختلف سيناريوهات الربط البيني عالي السرعة.
أولا: المبادئ التقنية
1. تقنية النقل المتوازي
تعتمد وحدة OSFP 800G 100m الضوئية عادةً تصميم قناة متوازية 8×100G. يتيح هذا التصميم للوحدة نقل البيانات عبر 8 قنوات مستقلة في وقت واحد، مع قدرة كل قناة على تحقيق معدل نقل بيانات يصل إلى 100 جيجابت في الثانية، مما يحقق معدل نقل إجمالي يبلغ 800 جيجابت في الثانية. لا يقتصر دور النقل المتوازي على زيادة سرعة نقل البيانات فحسب، بل يُقلل أيضًا ضغط نقل الإشارة على قناة واحدة بشكل فعال، مما يعزز استقرار وموثوقية نقل البيانات.
2. تقنية تعديل PAM4
لتحقيق معدل نقل بيانات أعلى ضمن موارد النطاق الترددي المحدودة، تعتمد هذه الوحدة البصرية تقنية PAM4 (تعديل سعة النبضة رباعية المستويات). بالمقارنة مع طريقة التعديل التقليدية NRZ (عدم العودة إلى الصفر)، تُشفّر تقنية تعديل PAM4 بتّين من البيانات في كل فترة رمزية، مما يُضاعف معدل استخدام القناة. يُتيح هذا نقلًا فعالًا لكميات كبيرة من البيانات بمعدل قناة يبلغ 100 جيجابت في الثانية، مع تقليل الحاجة إلى عرض نطاق الألياف إلى حد ما، وتحسين أداء النقل العام.
3. تركيب المكونات البصرية الإلكترونية
جانب المرسليستخدم جهاز الإرسال مصفوفة ليزر باعث للسطح بتجويف رأسي (VCSEL). في سيناريوهات الإرسال قصيرة المدى بطول 850 نانومتر، توفر مصفوفة VCSEL مزايا مثل انخفاض استهلاك الطاقة، وسهولة التكامل، وأداء ممتاز في التعديل عالي السرعة.
جانب المستقبليُستخدم ثنائي ضوئي PIN. يتميز ثنائي PIN بتكلفة منخفضة وسرعة استجابة عالية، مما يجعله مناسبًا جدًا لحالات الاستقبال عالية السرعة لمسافات قصيرة لـ 800GBASE-SR8. يمكنه تحويل الإشارات الضوئية إلى إشارات كهربائية، واستعادة البيانات الأصلية من خلال التضخيم وفك التضمين.
II. معايير الأداء التفصيلية
1. معدل النقل
تتميز هذه الوحدة الضوئية بسرعة نقل بيانات عالية تبلغ 800 جيجابت في الثانية، مما يُمكّنها من تلبية سيناريوهات التطبيقات ذات متطلبات النطاق الترددي العالي للغاية، مثل الربط عالي السرعة بين المفاتيح الأساسية في مراكز البيانات، ونقل البيانات بين مجموعات وحدات معالجة الرسومات. في تدريب نماذج الذكاء الاصطناعي الموزع، يلزم نقل كميات كبيرة من البيانات بسرعة بين مختلف عقد الحوسبة. يُمكّن معدل النقل البالغ 800 جيجابت في الثانية من مزامنة البيانات في الوقت الفعلي، مما يُحسّن بشكل كبير من كفاءة تدريب النماذج ويضمن سيرًا سلسًا لتدريب النماذج فائقة الحجم.
2. مسافة الإرسال
تبلغ مسافة نقل هذه الوحدة الضوئية 100 متر، وهي مناسبة لنقل البيانات عالية السرعة لمسافات قصيرة، مثل الربط بين رفوف مراكز البيانات وبين خزائن مختلفة في غرفة المعدات نفسها. في البنية النموذجية لمراكز البيانات، عادةً ما تكون المسافة بين مفاتيح الأوراق ومفاتيح العمود الفقري ضمن بنية شبكة الأوراق-العمود الفقري في حدود 100 متر. تلبي وحدة OSFP 800G الضوئية بمسافة 100 متر متطلبات الاتصال قصير المدى وعالي النطاق الترددي.
3. استهلاك الطاقة
مع ازدياد سرعة نقل البيانات، أصبح استهلاك الطاقة في الوحدات الضوئية مشكلةً متزايدة الأهمية. وبمعدل نقل بيانات عالٍ يبلغ 800 جيجابت في الثانية، يُعدّ تحسين استهلاك الطاقة في وحدات OSFP الضوئية أمرًا بالغ الأهمية. حاليًا، تُخفّض وحدات OSFP الضوئية 100 متر، بسعة 800 جيجابت في الثانية، استهلاك الطاقة من خلال اعتماد تصميمات شرائح منخفضة الطاقة، وتقنيات فعّالة لإدارة الطاقة، وتصميمات دوائر مُحسّنة.
4. تبديد الحرارة
تُولّد الوحدات الضوئية حرارة أثناء التشغيل؛ فإذا تعذّر تبديد هذه الحرارة، فمن المُرجّح حدوث مشاكل. لحسن الحظ، تُجهّز وحدات OSFP بمشتّتات حرارية في الأعلى، أو تستخدم طرقًا مثل التبريد بالمراوح والتبريد السائل. خاصةً في المناطق ذات الخوادم الكثيفة، يُمكن للتبريد السائل إزالة الحرارة بسرعة، مما يضمن استقرار عمل الوحدة الضوئية في البيئات ذات درجات الحرارة العالية، ويُجنّب بفعالية مشاكل مثل انخفاض الأداء، وأخطاء نقل البيانات، وحتى أعطال المعدات الناتجة عن ارتفاع درجة الحرارة.
ثالثًا: سيناريوهات التطبيق
1. الربط الداخلي لمراكز البيانات
ربط المفاتيح الأساسيةمع توسع نطاق مراكز البيانات وتزايد متطلبات الأعمال، تتطلب مفاتيح الشبكة الأساسية اتصالاً عالي السرعة وكبير السعة. توفر وحدة OSFP 800G الضوئية بطول 100 متر اتصالاً بسرعة 800 جيجابت في الثانية، مما يُحسّن عرض النطاق الترددي وكفاءة الإرسال في مراكز البيانات، ويلبي احتياجات تبادل ومعالجة البيانات على نطاق واسع.
هندسة شبكة الأوراق والعمود الفقريباعتبارها البنية الأساسية لمراكز البيانات الحديثة، تربط مفاتيح الأوراق الأجهزة الطرفية، بينما تجمع مفاتيح العمود الفقري حركة البيانات. تُستخدم هذه الوحدة الضوئية للربط الصاعد بين مفاتيح الأوراق والعمود الفقري، مما يحقق تجميعًا بسرعة 800 جيجابت، ويزيد الإنتاجية، ويبسط عملية التوصيل، ويعزز قابلية توسع الشبكة وكفاءة إدارتها.
الاتصال بين الخوادم والمفاتيحمتوافق مع الخوادم ذات واجهات عالية السرعة، مثل خوادم وحدة معالجة الرسومات (GPU) التي تدعم معدل 800 جيجابت في الثانية. يُحسّن هذا أداء الخوادم الحوسبي بشكل كامل، ويضمن نقل البيانات بسرعة عالية بين الخوادم والشبكة، ويلبي احتياجات قراءة وكتابة البيانات على نطاق واسع.
2. مجموعات الحوسبة عالية الأداء (HPC)
في مجموعات الحوسبة عالية الأداء (HPC)، يتطلب الأمر تبادلًا ومشاركةً متكررين للبيانات بين مختلف عُقد الحوسبة. على سبيل المثال، في مجالات الحوسبة العلمية، مثل محاكاة الطقس ومحاكاة الديناميكيات الجزيئية، تحتاج عُقد الحوسبة إلى نقل كميات كبيرة من بيانات المحاكاة في الوقت الفعلي. تُلبي خصائص السرعة العالية وزمن الوصول المنخفض لوحدة OSFP 800G 100m الضوئية المتطلبات الصارمة لنقل البيانات بين عُقد مجموعات الحوسبة عالية الأداء، مما يُحقق تواصلًا فعالًا بين عُقد الحوسبة، ويُحسّن كفاءة الحوسبة وأداء المجموعة بأكملها.
3. الحوسبة بالذكاء الاصطناعي
اتصالات مجموعة وحدة معالجة الرسوميات: أثناء تدريب نموذج الذكاء الاصطناعي، يتطلب الأمر تعاون عدد كبير من وحدات معالجة الرسومات (GPUs) مما يؤدي إلى تبادل بيانات واسع النطاق بينها. توفر وحدة OSFP 800G الضوئية بطول 100 متر اتصالات عالية السرعة ومستقرة لمجموعات وحدات معالجة الرسومات، داعمةً بذلك اتصال RDMA (الوصول المباشر عن بُعد للذاكرة) غير العائق بين عقد وحدات معالجة الرسومات. كما أنها تُقلل زمن وصول الشبكة إلى مستوى الميكروثانية، مما يُحقق نقلًا ومشاركة سريعين للبيانات بين وحدات معالجة الرسومات، مما يُسرّع عملية تدريب نموذج الذكاء الاصطناعي بشكل كبير ويُختصر دورة التدريب.
نشر قوة الحوسبة بالذكاء الاصطناعي في مراكز البيانات: مع التطبيق الواسع لتقنية الذكاء الاصطناعي في مراكز البيانات، تحتاج هذه المراكز إلى توفير دعم قوي لقدرة الحوسبة. باستخدام وحدة OSFP 800G الضوئية 100 متر لبناء شبكة عالية السرعة، يمكن ربط موارد حوسبة الذكاء الاصطناعي المختلفة (مثل خوادم وحدة معالجة الرسومات ومسرعات الذكاء الاصطناعي) بكفاءة لتشكيل شبكة حوسبة قوية للذكاء الاصطناعي، تلبي احتياجات مراكز البيانات من الحوسبة واسعة النطاق وعالية الأداء لتطبيقات الذكاء الاصطناعي.
العربية
English
français
Deutsch
italiano
русский
español
português
日本語
中文
IPv6 دعم الشبكة粤ICP备12016260号-1
