Câbles et émetteurs-récepteurs NVIDIA LinkX pour la mise en réseau d’usines d’IA à haute vitesse

Interconnexions InfiniBand et Ethernet pour les infrastructures 100G, 200G, 400G et 800G.

Aperçu Interconnexions nouvelle génération pour la mise en réseau des usines d’IA de NVIDIA

Les interconnexions sont devenues la pierre angulaire de la mise à l’échelle des clusters d’intelligence artificielle. À mesure que les modèles d’IA se développent de manière exponentielle, les usines d’IA sont confrontées à des limitations physiques en matière de bande passante, de distance, de fiabilité et d’efficacité énergétique.

Les émetteurs-récepteurs optiques NVIDIA LinkX™, les câbles et les solutions d’optique co-packagée (CPO) font partie intégrante de la solution d’IA full-stack de NVIDIA. Ils offrent les performances, la fiabilité et l’évolutivité requises des usines d’IA sur une large gamme d’applications, de portées et de vitesses.

Les produits LinkX sont pris en charge de bout en bout pour les architectures NVIDIA Quantum InfiniBand et NVIDIA Spectrum™-X Ethernet pour les systèmes de commutateur à commutateur, de serveur à commutateur et de stockage. 

Tous les produits LinkX sont entièrement conçus, qualifiés, testés et pris en charge par les systèmes de NVIDIA pour minimiser le temps d’obtention du premier jeton et maximiser les performances et la disponibilité des clusters.

Commutateurs de mise en réseau à photonique sur silicium co-packagés

La CPO de NVIDIA offre un débit de données élevé, une faible latence, ainsi qu’une fiabilité et une efficacité énergétique nettement supérieures, afin de répondre aux besoins de mise à l’échelle de millions de GPU dans les usines d’IA.

Photonique Spectrum-X Ethernet : le premier réseau évolutif au monde pour les usines d’IA

La photonique NVIDIA Spectrum-X Ethernet a un impact direct sur les performances d’IA au niveau des applications, en améliorant la productivité et la production des usines d’IA à grande échelle.

Avantages

Quels sont les avantages de l’utilisation des solutions optiques et des câbles de NVIDIA ?

Échelle des usines d’IA

LinkX permet une mise en réseau à l’échelle des usines d’IA avec la fourniture de solutions optiques, une capacité et une résilience de la chaîne d’approvisionnement conçues pour prendre en charge des millions de GPU.

Consommation réduite

Les systèmes optiques enfichables et co-intégrés de NVIDIA réduisent la consommation réseau, tandis que la CPO offre une efficacité énergétique 5 fois supérieure à celle des émetteurs-récepteurs prêts à l’emploi.

Latence plus faible

L’optique LinkX réduit ou élimine la resynchronisation du traitement numérique des signaux (DSP), offrant ainsi une latence faible et cohérente qui améliore la réactivité des réseaux d’IA.

Résilience

Les solutions optiques NVIDIA offrent une résilience plus élevée et moins de points de défaillance, ce qui permet d’améliorer la disponibilité des clusters.

Une assistance de bout en bout

LinkX est qualifié et testé au sein des systèmes de mise en réseau de NVIDIA, offrant aux clients des performances et une assistance de bout en bout pour les infrastructures d’IA.

Déploiement plus rapide

LinkX simplifie l’installation et la maintenabilité, prend en charge l’interopérabilité entre les systèmes et est positionné pour offrir un délai d’obtention du premier jeton plus rapide.

Comment les commutateurs de CPO de NVIDIA avec la photonique sur silicium peuvent-ils être mis à l’échelle de millions de GPU et d’usines d’IA multi-sites ?

Produits Émetteurs-récepteurs et câbles optiques pour la mise en réseau NVIDIA

NVIDIA LinkX fournit des produits d’interconnexion complets et de bout en bout conçus pour maximiser les performances de NVIDIA Quantum InfiniBand et de la mise en réseau Spectrum-X Ethernet.

Émetteurs-récepteurs optiques

Les émetteurs-récepteurs optiques NVIDIA LinkX fournissent des interconnexions à fibre optique haute densité, faible consommation et faible latence, entièrement co-conçues et validées avec les plateformes NVIDIA Quantum InfiniBand et Spectrum-X Ethernet afin de garantir une interopérabilité fluide et des performances maximales des clusters.

Optique co-packagée

L’optique co-packagée NVIDIA LinkX intègre des moteurs optiques directement aux côtés de l’ASIC du commutateur, éliminant ainsi les pertes électriques de SerDes pour offrir une consommation énergétique nettement plus faible, une latence réduite et une densité de bande passante plus élevée que les solutions optiques traditionnelles. La CPO est spécialement conçue pour faire évoluer les interconnexions des superclusters d’IA jusqu’à 1,6 térabit par seconde (Tb/s) et au-delà.

Câbles linéaires en cuivre actif (LACC)

Les câbles linéaires en cuivre actif NVIDIA LinkX intègrent l’égalisation active au conditionnement des signaux pour étendre la portée utilisable via un câble en cuivre à faible consommation d’énergie et de faible coût. Les LACC sont optimisés pour les déploiements de structures d’IA de type rack-to-rack où le mouvement de données déterministe et à faible latence est essentiel.

Câbles passifs en cuivre à connexion directe (DAC)

Les câbles passifs en cuivre à connexion directe NVIDIA LinkX fournissent une connexion biaxiale directe en cuivre entre les ports sans aucun composant actif. Ces solutions offrent une puissance élevée et une latence ultra-faible grâce à des configurations fixes et breakout, pour des déploiements rentables à courte portée, en haut de rack, ainsi que pour les connexions de commutateur à serveur et de commutateur à commutateur.

Spécifications Spécifications de l’émetteur-récepteur optique et du câble de NVIDIA

Fonctionnalité CPO 1,6 T/800G OSFP 800G/400G OSFP 400G QSFP-DD
Modulation 200G PAM4 200G PAM4 100G PAM4 50G PAM4
Protocole InfiniBand et Ethernet InfiniBand et Ethernet InfiniBand et Ethernet Ethernet uniquement
Portée maximale de DAC N/A N/A 3 m 2,5 m
Portée LACC maximale N/A 2,5 m 5 m 5 m
Portée optique maximale 500 m (DR)/2 km (FR) 500 m (DR)/2 km (FR) 500 m (DR)/2 km (FR) 500 m (DR)/2 km (FR)
Connecteur de commutateur MPO12/MMC16 OSFP OSFP QSFP-DD
Connecteur de carte d’interface réseau (NIC) OSFP/QSFP112 OSFP/QSFP112 OSFP/QSFP112 QSFP56/QSFP28
Commutateurs compatibles Q3450-LD, SN6800, SN6810 Q3400/3200, SN6600 QM9700, SN5610 SN5400, SN4700
Cartes réseau compatibles NVIDIA ConnectX™-9 ConnectX-7/8 ConnectX-7 ConnectX-6/7 

Ressources Découvrez les ressources sur les câbles et les émetteurs-récepteurs

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Foire aux questions sur les câbles et les émetteurs-récepteurs NVIDIA LinkX

NVIDIA LinkX est une gamme de câbles en cuivre passifs et actifs, d’émetteurs-récepteurs optiques, de cordons de raccordement passifs et d’optiques co-intégrés (CPO) conçus pour alimenter la mise en réseau d’usines d’IA hautes performances. En tant que partie intégrante de la solution d’IA full-stack de NVIDIA, les produits LinkX offrent la bande passante, la fiabilité et l’efficacité énergétique nécessaires pour faire évoluer les clusters d’IA modernes.

Les produits LinkX sont pris en charge de bout en bout sur les deux architectures NVIDIA Quantum InfiniBand et Spectrum-X Ethernet, ce qui les rend compatibles avec une large gamme de configurations réseau d’usines d’IA.

LinkX prend en charge les connexions commutateur à commutateur, serveur à commutateur et système de stockage, fournissant ainsi une connectivité complète sur l’ensemble de l’infrastructure d’usine d’IA.

À mesure que les modèles d’IA gagnent en échelle et en complexité, les interconnexions deviennent la pierre angulaire des clusters d’IA. Les limitations en matière de bande passante, de distance, de fiabilité et d’efficacité énergétique peuvent toutes freiner les performances d’IA. LinkX est spécialement conçu pour relever ces défis et maintenir les usines d’IA en fonctionnement à pleine capacité en tout temps.

Les produits LinkX couvrent un large éventail d’applications et offrent des vitesses allant jusqu’à 1,6 térabit par seconde (Tb/s), ainsi qu’une large gamme de portées. Pour les déploiements XDR 2x800G et 1,6T Ethernet, les options en cuivre (LACC/AEC) atteignent jusqu’à 2,5 à 3 mètres, tandis que les émetteurs-récepteurs optiques monomodes atteignent jusqu’à 500 mètres (DR4) et jusqu’à 2 kilomètres (FR4).

L’optique co-packagée (CPO) intègre les composants optiques directement au silicium de mise en réseau pour réduire la consommation énergétique et améliorer l’intégrité du signal à haute vitesse. LinkX inclut des solutions CPO où les modulateurs photoniques de silicium sont montés directement sur les circuits intégrés du commutateur plutôt que dans des émetteurs-récepteurs branchables distincts.

XDR (eXtreme Data Rate) est la génération 800G InfiniBand de NVIDIA. Basée sur une signalisation PAM4 à 200G (modulation d’amplitude d’impulsion à quatre niveaux), cette technologie code 2 bits de données par impulsion d’horloge, à une fréquence d’environ 100 GHz, doublant ainsi le débit par voie par rapport à la technologie PAM4 à 100G de NDR.

La technologie DR4 (portée du Data Center) prend en charge jusqu’à 500 mètres à l’aide de quatre canaux parallèles sur huit fibres, avec des connecteurs MPO-12/APC. FR4 (longue portée) prend en charge jusqu’à deux kilomètres en multiplexant quatre canaux de différentes longueurs d’onde laser en une seule paire de fibres à l’aide de connecteurs Lucent (LC). Les deux types ne sont pas interchangeables. DR4 étant parallèle et FR4 étant multiplexé, ils ne peuvent pas être directement liés l’un à l’autre.

Les émetteurs-récepteurs IHS (dissipateur thermique intégré) sont dotés d’ailettes de refroidissement intégrées à la prise et sont utilisés exclusivement dans les commutateurs NVIDIA Quantum (Q3400, Q3200 et Spectrum SN56x0 Ethernet). Les émetteurs-récepteurs RHS (Riding Heat Sink) ont une conception à plat et sont utilisés dans les adaptateurs ConnectX-8, DGX B300 et les systèmes de calcul NVL GB300. Les deux types ne sont pas interchangeables en raison de leurs différentes exigences en matière de refroidissement.

Les deux sont des technologies de câbles en cuivre actives, mais elles remplissent des rôles différents. Les AEC utilisent des processeurs de signaux numériques (DSP) à chaque extrémité pour restaurer et resynchroniser les signaux, permettant de fournir une portée allant jusqu’à trois mètres, principalement pour les connexions entre commutateurs, avec une consommation d’environ 27 watts par extrémité. Les LACC utilisent des circuits intégrés amplificateurs linéaires de faible puissance (environ 4 watts) pour étendre la portée du signal jusqu’à 2,5 mètres et sont utilisés pour les connexions de commutateur à adaptateur (par exemple, ConnectX-8).

Avec la signalisation PAM4 à 200G de XDR, les câbles passifs DAC ont une longueur maximale inférieure à 0,7 mètre, ce qui est trop court pour la plupart des déploiements. Pour cette raison, tous les câbles en cuivre NVIDIA XDR sont actifs (LACC ou AEC), ce qui permet d’étendre la portée utile à 2,5 à 3 mètres.

Le signal 200G PAM4 XDR fonctionne à une fréquence d’horloge d’environ 100 GHz, contre environ 50 GHz pour le signal 100G PAM4 de NDR. Les transitions de signal plus rapides font que les fils agissent davantage comme des antennes, rayonnant l’énergie des signaux hors du câble. Cette dégradation du signal limite la longueur du cuivre utilisable, c’est pourquoi les LACC XDR sont plus courts que les ACC NDR.

Les déploiements XDR et CPO utilisent les mêmes câbles de fibre optique monomode MPO-12/APC que NDR/400G, ce qui signifie que les clients peuvent réutiliser l’infrastructure de fibre optique NDR existante. NVIDIA propose des câbles directs et des câbles splitter 1:2 MPO-12/APC dans des longueurs allant de 3 à 150 mètres. Pour les portées au-delà de 150 mètres ou les câbles à fibre optique LC-LC, il convient de faire appel à des fournisseurs tiers comme Corning, Panduit ou CommScope.

Les émetteurs-récepteurs XDR basés sur DR4 utilisent des connecteurs MPO-12/APC (connecteur multifibre à poussée, à polissage angulaire). Le polissage angulaire réduit les rétro-réflexions susceptibles de fausser les signaux de données. Seules huit des 12 positions de fibre sont utilisées : quatre pour la transmission et quatre pour la réception. Les émetteurs-récepteurs basés sur FR4 (portée de 2 km) utilisent plutôt des connecteurs duplex LC.

Oui, avec quelques nuances. Le commutateur Q3200 prend en charge les câbles et les émetteurs-récepteurs NDR 400G pour une rétrocompatibilité avec 100G PAM4 et 50G PAM4 HDR. Le commutateur Q3400 ne prend en charge que certains câbles et émetteurs-récepteurs NDR. Les émetteurs-récepteurs XDR ne peuvent pas passer à la technologie 100G PAM4 de manière autonome. La rétrocompatibilité est gérée au niveau du commutateur ou de l’adaptateur de canal hôte (HCA), et non pas dans les câbles ou les émetteurs-récepteurs.

Non, les câbles en cuivre (DAC, LACC et AEC) ne peuvent pas être utilisés avec le commutateur CPO Q3450. Le commutateur CPO utilise uniquement des connexions à fibre optique MMC-12/APC.

Étapes suivantes

Outils de configuration de la mise en réseau pour les clusters InfiniBand et Ethernet

NVIDIA propose une gamme d’outils de mise en réseau facilitant la configuration d’un cluster en fonction de votre choix d’interconnexion (InfiniBand ou Ethernet).

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