Žinios

AI klasteriai išauga už pavienius pastatus. GPU skaičiui viršijant šimtus tūkstančių, galios ir erdvės ribos verčia operatorius nuo vieno-universiteto „mažinimo-“ dizaino link „mastelio-visose“ architektūrose, kurios paskirsto vieną mokymo darbą keliuose metro ar regioniniuose duomenų centruose. Kai darbas peržengia šį atstumą, viena fizinė savybė pradeda būti svarbiau nei beveik bet kas kita optiniame sluoksnyje: kaip greitai šviesa sklinda per skaidulą. Tuščiaviduris-pagrindinis pluoštas (HCF) atkreipia dėmesį į dirbtinio intelekto tinklą būtent todėl, kad keičia šį skaičių.

Šiame straipsnyje paaiškinama, kas yra tuščiaviduris{0}}pagrindinis pluoštas, kaip jis sumažina delsą, kur jis telpa dirbtinio intelekto duomenų centre, kaip jis lyginamas su vieno-modio skaidulomis ir kas vis dar riboja jo diegimą. Tikslas yra tikroviškas tinklo planuotojų ir pirkėjų vaizdas, o ne teiginys, kad HCF pakeičia įprastą šviesolaidį. Platesniam kontekstuikodėl AI infrastruktūra priklauso nuo didelio{0}}našumo optinio pluošto, ta diskusija yra naudingas šios diskusijos palydovas.

Kas yra tuščiaviduris{0}}pagrindinis pluoštas (HCF)?

Įprastas optinis pluoštas nukreipia šviesą per kietą stiklo šerdį, naudodamas visišką vidinį atspindį šerdies -apvalkalo ribose. Tuščiaviduris-šerdies pluoštas veikia kitaip: pluošto centre yra oras (arba beveik -vakuumas), o aplink jį esanti tiksliai suprojektuota stiklo mikrostruktūra apriboja šviesą tame oro kanale, o ne stikle.

Diskusijoje dominuoja du apkalų dizainai. Fotoninis-juostos pluoštas naudoja periodinę mažų oro skylučių gardelę, kuri blokuoja tam tikrų bangų ilgių nutekėjimą į apvalkalą ir efektyviai sulaiko šviesą tuščiavidurėje šerdyje. Anti-rezonansinis (įdėtas antirezonansinis arba „įdėtas vamzdelis“) pluoštas naudoja plonas lenktas stiklo membranas, kurių anti-rezonansas atspindi šviesą atgal į šerdį. Antirezonansinė šeima, įskaitant dvigubą-įdėtą antirezonansinį dizainą, kurį naudoja „Microsoft“, dabar sparčiausiai žengia prie komercinės gamybos. Norėdami sužinoti daugiau apie struktūrą, žr. šią apžvalgąkaip tuščiaviduris{0}}šerdies pluoštas išsiskiria iš kieto stiklo.

Kaip tuščiaviduris{0}}pagrindinis pluoštas sumažina delsą, palyginti su įprastu pluoštu

Šviesa per stiklą keliauja maždaug dviem{0}}trečdaliais savo greičio vakuume, nes stiklo lūžio rodiklis yra beveik 1,5. Oras yra artimas 1,0, todėl šviesa oro šerdyje sklinda greičiau. Šis vienintelis faktas yra visas HCF delsos pranašumo pagrindas.

Antraštės skaičiai pateikiami iš didžiausio technologijos diegimo. „Microsoft“ praneša, kad jos tuščiaviduris{1}}šerdis yraapie 47 % greičiau nei standartinis silicio pluoštas, atitinkamai mažesnis delsos laikas, o „Nokia“ apibūdina HCF kaip užtikrinantį maždaug 30 % mažesnę perdavimo delsą nei šiandieninis vienmodės{1}}šviesolaidis. Abu kadrai rodo tą pačią fiziką.

Čia svarbūs du įspėjimai. Pirma, tai yra sklidimo delsa, laikas, kurį šviesa praleidžia pluošte. Vėlavimas nuo pabaigos{2}} iki pabaigos taip pat apima siųstuvus-imtuvus, jungiklius, maršruto parinkimą ir protokolo pridėtines išlaidas, todėl 30 % sumažinus skaidulų delsą, programos delsa nesumažės 30 %. Antra, jokioje fizinėje nuorodoje nėra tokio dalyko kaip „nulis delsos“. HCF sumažina sklidimo delsą; tai nepašalina.

Kodėl dirbtinio intelekto duomenų centrams reikia mažesnio{0}}latencijos optinių jungčių

Per paskirstytą AI mokymą tūkstančiai GPU nuolat keičiasi gradientais ir parametrais, atlikdami glaudžiai sinchronizuotus kolektyvinius{0}}komunikavimo veiksmus. Lėčiausia to mainų sąsaja gali sustabdyti visą darbą, todėl rytų-vakarų ir duomenų-centro-sujungimo (DCI) delsa tiesiogiai veikia brangių greitintuvų naudojimo efektyvumą. Kaip pažymi „Nokia“ savo darbeDI mastelį-visuose tinkluose, atstumas tarp duomenų centrų paskirstytame klasteryje yra veiksmingai apribotas delsos, o pluošto sklidimo delsa tampa dominuojančiu komponentu, kai šie atstumai didėja. Sumažinus delsą vienam kilometrui, klasteris gali plisti toliau, nepažeidžiant delsos biudžeto.

Pagrindiniai HCF naudojimo atvejai AI duomenų centruose

HCF nėra{0}}vienos paskirties produktas. Jo vertė kinta priklausomai nuo to, kurioje tinklo vietoje jis yra.

• Metro ir regioninis DCI (šiandien aiškiausiai tinka).Sujungiant dirbtinio intelekto duomenų centrus, nutolusius nuo kelių kilometrų iki dešimčių kilometrų, labiausiai apsimoka mažesnė sklidimo delsa, nes pluoštas yra pakankamai ilgas, kad būtų galima sutaupyti už -kilometrą. Tai yra pagrindinis dabartinių diegimų tikslas.
• Kryžminis-duomenų-centrų AI grupavimas (mastelis-visuose).Sumažinus delsą vienam kilometrui, HCF leidžia operatoriams išdėstyti bendradarbiaujančias grupes toliau vienas nuo kito, kartu neviršijant delsos biudžeto, taip suteikiant daugiau laisvės įrengiant įrenginius aplink turimą energiją ir žemę.
• GPU klasterio ir užpakalinės dalies audinio sujungimas.Treniruotės audinyje svarbu tiek delsa, tiek pralaidumas. HCF gali prisidėti, nors šiandien didžioji šio sluoksnio dalis aptarnaujama naudojant trumpą-lygiagrečią optiką ir didelio-tankio struktūrinius kabelius, pvz.800G MPO kabeliai AI duomenų centrams.
• Saugykla-su{1}}nuorodoms apskaičiuoti.Dažnas didelės apimties{0}}perkėlimas tarp saugyklos ir skaičiavimo mazgų yra naudingas dėl didelės talpos, o tai yra sritis, kurioje maži HCF nuostoliai ir platus naudojamas spektras yra daug žadantis, tačiau vidinis-atstumas pastate yra pakankamai trumpas, todėl delsos padidėjimas yra nedidelis.

• 

Tuščiaviduris{0}}pagrindinis pluoštas ir vieno{1}}modės pluoštas: pagrindiniai skirtumai

Sąžiningas palyginimas yra ne „HCF pakeičia vieno{0}}mode skaidulą“. Vienmo{2}}mode skaidulinis pluoštas (SMF) išlieka pagrindine duomenų centrų ir tolimojo-tolimųjų nuotolių tinklų laikmena, ji yra brandi, maža-kaina ir palaikoma ištisos ekosistemos. HCF yra specializuota delsos- ir talpos-jautrių nuorodų parinktis. Lentelėje apibendrinami aukšto lygio kompromisai.

Jei norite sužinoti esamos terpės pagrindus prieš pasverdami HCF, mūsųvieno{0}}modo šviesolaidisapžvalga apima standartinius G.652/G.657 pluoštus, kuriais šiandien veikia dauguma tinklų.

Komercinimo būsena: nuo bandomųjų nuorodų iki ankstyvo diegimo

HCF nuo laboratorinio smalsumo perėjo prie ankstyvo diegimo lauke, daugiausia skatinamas hiperskalerių. 2022 m. „Microsoft“ įsigijo Sautamptono universitetą „Lumenisity“ ir diegia HCF visuose Azure regionuose, įskaitant metro duomenų{3}}centrų sujungimo nuorodas. Kalbant apie našumą, „Microsoft“ ir „Southampton“ tyrėjai pranešė apie rekordiškai mažus nuostolius,{5}}maždaug0,091 dB/km, paskelbtas „Nature Photonics“ ir mažesnis už ilgalaikę silicio dioksido ribą, pilotas, kuris, kaip pranešama, dalyvavo daugiau nei 1 200 km šviesolaidžio, kuriuo buvo vežamas tiesioginis srautas. Kitų operatorių ir pardavėjų pramonės bandymai parodė panašų vėlavimo sumažėjimą metro maršrutuose.

Tai reiškia, kad technologija yra ankstyvoje, tikslingai įdiegta, o ne masinė. Signalo -praradimo ir delsos rezultatai yra realūs ir pateikiami nepriklausomai; platus diegimas visoje pramonėje vis dar laukia.

Apribojimai ir diegimo svarstymai

HCF pranašumai yra susiję su praktiniais apribojimais, kuriuos tinklo planuotojas turi sąžiningai pasverti:

• Išlaidų priemoka.HCF vis dar kainuoja daugiau nei žaliavinis SMF, nors atotrūkis mažėja dėl gamybos masto.
• Ekosistemos branda.Jungtys, sujungimo būdai, bandymo įrankiai ir HCF stiprinimas vis dar kuriami, o kvalifikuotų technikų yra mažiau. Pranešti rekordiniai nuostoliai automatiškai neapibrėžiami kiekviename gamybos maršrute.
• Standartizavimas.Specifikacijos vis dar skiriasi tarp tiekėjų, todėl reikia rūpintis sąveika ir kvalifikacija.
• Nuorodų pasirinkimas.Delsos nauda keičiasi atsižvelgiant į atstumą, todėl HCF uždirba iš ilgesnių metro ir regioninių nuorodų, o ne per trumpus vidinius{0}}rack šuolius, kur perdavimo delsa jau maža.
• Energija.Mažesni nuostoliai gali reikšti mažiau kartotuvų ir stiprintuvų maršrute, o tai gali sumažinti energijos kiekį vienam bitui, tačiau sutaupymo dydis priklauso nuo konkrečios nuorodos ir turėtų būti įvertintas, o ne numanomas.

Kaip tinklo planuotojai turėtų įvertinti HCF

Praktinis būdas nuspręsti, ar HCF priklauso tam tikrai nuorodai, yra atlikti trumpą kontrolinį sąrašą: kiek trunka saitas ir ar perdavimo delsa iš tikrųjų sudaro reikšmingą delsos biudžeto dalį? Ar maršruto delsa-svarbi, pvz., sinchronizuotas treniruočių srautas tarp svetainių? Ar siųstuvai-imtuvai, stiprintuvai ir jungtys, kuriuos planuojate naudoti, palaiko HCF? Ar už papildomą mokestį pasiekiama pakankamai pasiekiamumo ar delsos laiko, kad būtų verta, palyginti su SMF pajėgumų padidinimu ar nuoseklios optikos atnaujinimu? Daugeliui nuorodų sukurtas SMF, suporuotas su didelės-talpos nuosekliais prijungimo elementais ir gerai{2}}suplanuotaduomenų centro ryšio sprendimailieka pragmatiškas atsakymas; HCF yra įrankis, kurio pasieksite, kai delsos biudžetas yra privalomas apribojimas.

Dažnai užduodami klausimai

Ar tuščiaviduris{0}}šerdies pluoštas yra geresnis nei vieno{1}}modės pluoštas?

Ne visuotinai. HCF siūlo mažesnę sklidimo delsą ir didesnį pasiekiamumą esant tam tikram delsai, o tai naudinga konkrečiose nuorodose. SMF yra pigesnis, brandesnis ir geresnis daugeliui bendrosios paskirties -jungčių. „Geriau“ visiškai priklauso nuo nuorodos ir jos delsos biudžeto.

Kiek delsos iš tikrųjų gali sutaupyti HCF?

Pardavėjai praneša apie 30 % mažesnį sklidimo delsą vienam kilometrui, o Microsoft nurodo apie 47 % greitesnį perdavimą nei standartinis silicio pluoštas. Tai taikoma laikui, praleistam pluošte; Patobulinimas nuo pabaigos-iki galo- mažesnis, nes jungikliai, siųstuvų-imtuvai ir protokolo pridėtinės išlaidos nesikeičia.

Kur HCF telpa AI duomenų centre?

Šiandien aiškiausiai tinka delsos -jautri metropoliteno ir regioninių duomenų-centrų sujungimas, įskaitant masto-visus ryšius tarp paskirstytų AI grupių. Jis taip pat gali turėti įtakos GPU-medžiagoje ir saugykloje-apskaičiuojant-sujungimą, tačiau trumpi kūrimo atstumai{7}}apriboja delsos pranašumus.

Ar tuščiaviduris{0}}pagrindinis pluoštas paruoštas plataus masto-komercijai?

Tai ankstyvas, tikslingas diegimas, kuriam daugiausia vadovauja hiperskaleriai pasirinktuose maršrutuose. Gamybos mastai, jungtys ir sujungimo ekosistemos bei standartizacija vis dar bręsta, todėl plataus{1}}pramonės pritaikymo dar nėra.

Ar HCF sumažina energijos sąnaudas?

Tai gali, daugiausia sumažinant signalo praradimą, todėl maršrute reikia mažiau kartotuvų ir stiprintuvų. Tikrasis sutaupymas priklauso nuo konkretaus saito dizaino ir turėtų būti išmatuotas, o ne numanomas.

Santrauka

Tuščiaviduris{0}}šerdies pluoštas nėra tiesiog greitesnis kabelis. Tikroji jo vertė dirbtinio intelekto tinkle sumažina ilgų optinių ryšių sklidimo delsą, išplečia pasiekiamumą neviršijant fiksuoto delsos biudžeto ir suteikia operatoriams daugiau laisvės platinti AI grupes svetainėse. Šie pranašumai yra stipriausi metropoliteno ir regiono DCI, silpniausi – trumpalaikių statybų-apynių srityje ir visada atsveria sąnaudų priemoką ir vis dar -bręstančią ekosistemą. Artimiausioje ateityje HCF ir vieno -modės skaidulos papildo vienas kitą: SMF perduoda didžiąją dalį srauto, o HCF nukreipia į delsos-kritinius maršrutus, kur svarbus kiekvienas vėlavimo kilometras.

Kadangi AI klasteriai nuolat plečiasi įvairiose svetainėse, tinkamo pluošto ir sujungimo pasirinkimas kiekvienai nuorodai tampa pagrindiniu dizaino sprendimu. Hengtong dirba su operatoriaisšviesolaidiniai kabeliai duomenų centramsir gali padėti suderinti terpę su kiekvienos tinklo dalies delsos, talpos ir pasiekiamumo reikalavimais.