Okablowanie klastra AI: liczba połączeń, odległości, medium, kontrola jakości
Klaster GPU to przede wszystkim kable. Osiem GPU w węźle oznacza osiem łączy scale-out 400G (albo 800G) plus zarządzanie i storage; tysiąc GPU oznacza tysiące końców optycznych rozłożonych na dwóch albo trzech warstwach przełączników, z których każdy to potencjalne zatrzymanie treningu. Ta strona zamienia projekty fabric z Fabric GPU na liczby kabli, klasy zasięgu, wybór złączy i listę kontrolną instalacji.
Liczenie łączy
Dla typowego węzła 8-GPU z jedną kartą NIC 400G na GPU, w fabric dwuwarstwowym zoptymalizowanym pod rail:
| Pozycja | Wzór | 1 024 GPU (128 węzłów) |
|---|---|---|
| Łącza GPU-leaf | GPU × 1 | 1 024 × 400G |
| Łącza leaf-spine (bez blokowania) | = łącza GPU-leaf | 1 024 × 400G |
| Końce optyczne/kablowe (dwa na łącze) | łącza × 2 | 4 096 |
| Karty NIC storage + zarządzania | 2–4 na węzeł | 256–512 łączy więcej |
| Optyka zapasowa (3–5 %) | — | 150–250 |
Przy modułach przełącznika NDR o podwójnym porcie (2 × 400G na OSFP) liczba po stronie przełącznika spada o połowę w modułach, ale nie we włóknach. Projekty trójwarstwowe dodają kolejne 1 024 łącza spine-core na każde 1 024 GPU. Każdy z tych końców to transceiver albo wtyk kabla z danymi identyfikacyjnymi i DDM (Niezawodność łącza i monitorowanie).
Odległości w układzie zoptymalizowanym pod rail
| Odcinek | Typowa odległość | Medium |
|---|---|---|
| NIC GPU → leaf, ta sama szafa | ≤ 2 m | DAC pasywny (400G ≤ 2 m; 800G ≤ 1–1,5 m) — najtańszy, zero mocy, ciężki |
| NIC GPU → leaf, sąsiednie szafy (grupy rail obejmują cały rząd) | 3–10 m | AEC (≤ 3–5 m) albo AOC / transceivery SR po MMF |
| Leaf → spine, ta sama hala | 10–100 m | AOC do ~50–100 m; SR4/SR8 / VR na OM4 ≤ 50–100 m; DR4/DR8 na SMF 500 m — DR wygrywa przy 400G i wyżej |
| Spine → core / między halami | 100 m – 2 km | DR4 / FR4 / 2×FR4 jednomodowe |
| DCI między budynkami | 2–80 km | LR4, ZR/ZR+ (Koherentne i dalekiego zasięgu) |
Okablowanie zoptymalizowane pod rail umieszcza GPU i każdego węzła na leaf i, więc osiem kabli węzła rozchodzi się do ośmiu różnych leaf — większość łączy GPU-leaf wychodzi poza szafę, a udział DAC jest mniejszy niż w klasycznych projektach ToR. Szczegóły: Wnętrze kabli.
Wybór złącza i światłowodu
| Optyka | Złącze | Światłowód | Uwagi |
|---|---|---|---|
| 400G DR4 / 800G DR8 | MPO-12 APC / MPO-16 APC (albo 2 × MPO-12) | SMF, Base-8/Base-16 | APC wszędzie przy równoległym jednomodzie; moduły z pinami, patchcordy bez pinów |
| 400G/800G SR8 / VR8 | MPO-16 UPC | OM4/OM5 | 50–100 m; tańsza optyka, droższy światłowód za metr |
| 400G FR4 / 2×FR4 | duplex LC / 2 × LC | SMF | mniej włókien, WDM wewnątrz modułu |
| NDR OSFP o podwójnym porcie | 2 × MPO-12 APC | SMF | dwa porty logiczne na moduł; kable rozdzielające 1:2 / 1:4 (Okablowanie IB) |
| DAC / AEC | brak | twinax | dane identyfikacyjne na obu końcach |
Metoda polaryzacji B od końca do końca dla magistrali MPO; magistrale Base-8 dla optyki 4-liniowej (Breakout i okablowanie MPO).
Moc i ciepło samej optyki
| Optyka | Moc | Na przełącznik 64-portowy |
|---|---|---|
| 400G DR4 QSFP-DD | 8–12 W | 0,5–0,8 kW |
| 800G DR8 / 2×FR4 OSFP | 14–18 W | 0,9–1,2 kW |
| Koniec 400G AOC | 3–5 W | — |
| Koniec 800G AEC | 4–6 W | — |
| DAC | 0 | — |
Panele czołowe przełącznika potrzebują więc niezakłóconego przepływu powietrza od przodu do tyłu; OSFP z użebrowaniem w przełącznikach, płaski szczyt w kartach NIC; wiązki kabli nie mogą blokować wlotu (Moc i temperatura, Temperatura i napięcie). Optyka liniowa (LPO) tnie moc modułu mniej więcej o połowę tam, gdzie obsługuje ją host (Modulacja i DSP).
Lista kontrolna instalacji i QA
- Kontrola wejściowa każdej optyki i końca kabla: dane identyfikacyjne, sumy kontrolne, żywy DDM, zapisana wartość bazowa (Produkcja i testy).
- Wygrzewanie nowej optyki przez 24–72 h w temperaturze roboczej przed wdrożeniem.
- Sprawdź i wyczyść każde MPO (końcówki mikroskopu APC dla APC) przy instalacji; nigdy nie łącz niesprawdzonego złącza.
- Oznakuj oba końce: węzeł/GPU/NIC ↔ leaf/port; kable rozdzielające według odgałęzienia.
- Promień gięcia i zarządzanie wagą — tace i wiązki dla DAC/AEC, pętle serwisowe dla światłowodu.
- Weryfikacja uruchomienia: każde łącze na pełnej szybkości i szerokości, FEC włączony, Rx na linię w zakresie 2 dB od pozostałych, pre-FEC BER < 10⁻⁷ w spoczynku (Metryki VDM i FEC).
- Zapisz DDM na linię i dane identyfikacyjne w fabric managerze / CMDB jako wartość bazową.
- Zapas według klasy medium i złącza; utrzymuj go wygrzanym.
Typowe usterki instalacyjne
| Usterka | Sygnatura |
|---|---|
| Patchcord UPC na APC DR4 | wszystkie linie niższe o 3–10 dB, oba końce |
| Magistrala o złej polaryzacji | wszystkie linie ciemne |
| Brudne MPO | jedna albo dwie linie niższe; wysoki pre-FEC BER na tych liniach |
| DAC za długi dla hosta | łącze o obniżonej szybkości albo migoczące |
| Zamienione odgałęzienia kabla rozdzielającego | porty łączą się z niewłaściwymi partnerami; niezgodność topologii w fabric managerze |
| OSFP z użebrowaniem w płaskiej klatce (albo odwrotnie) | nie osadza się / przegrzewa się |
W CodingBox
Kontrola wejściowa w takiej skali to proces, a nie wyrywkowe sprawdzenie: CodingBox odczytuje każdy moduł albo koniec kabla, weryfikuje dane identyfikacyjne i sumy kontrolne, zapisuje aktualny DDM na linię jako wartość bazową i przechowuje go pod numerem seryjnym w code database, dzięki czemu moduł wyjęty później z migoczącego portu można porównać z jego stanem z pierwszego dnia.