AI データセンター向けのファイバーケーブル配線: 400G/800G および GPU クラスター

簡単な答え: AI データセンターに最適なファイバー ケーブルはどれですか?

400G または 800G GPU クラスタを実行しているほとんどの AI データセンターの場合、推奨される物理層の設計は、以下を中心に構築された構造化されたファイバー ケーブル システムです。{2}}OM4、OM5、または OS2 ファイバー、低-損失MTP/MPO トランク、高密度パッチパネル、文書化された極性、および完全な受け入れテスト。-短い GPU- から-のリーフ リンクには OM4 または OM5 を使用し、スパイン、-建物間、DCI、または将来が不確実なリーチ リンクには OS2 シングルモード ファイバを使用します。-

1. 光ファイバーケーブルが AI データセンターの基盤として最適である理由

AI データセンターは、従来のエンタープライズ データセンターの単なる大型バージョンではありません。大規模な言語モデルのトレーニング、レコメンダー システム、コンピュータ ビジョン ワークロード、分散推論パイプラインはすべて、多数の GPU にわたる高帯域幅、低ジッター通信に依存しています。{{2}ネットワークは、ケーブル配線を隠れたボトルネックにすることなく、勾配、モデル シャード、チェックポイント、ストレージ トラフィック、および管理トラフィックを移動する必要があります。

銅線は依然として非常に短いラック内リンク、特に DAC が数メートル未満で動作する場合に役割を果たしています。{0}しかし、設計が複数のラック、複数の列、または複数のスイッチ層にまたがるとすぐに、ファイバーがよりスケーラブルなメディアになります。ファイバーは、高密度の 30 ～ 100 kW GPU ラック環境において、より高い帯域幅密度、より長い到達距離、より低いケーブル重量、より優れたエアフロー、および電磁干渉に対する耐性を実現します。

1.1 光学-ファーストの設計を推進する 4 つの特性

2. 適切なファイバータイプの選択: OM3、OM4、OM5、および OS2 の比較

ファイバーの種類の決定により、将来の速度アップグレードの上限が決まります。トランシーバーとスイッチは数年ごとに交換される場合がありますが、ガラスは正しく設置され、文書化されていれば、建物内に 15 ～ 20 年間使用できます。初期のケーブル配線コストをわずかに節約するために低グレードのファイバー プラントを選択すると、次回の GPU ハードウェアの更新時にはるかに大きなリプル コストが発生する可能性があります。-

グローリーオプティカルズ屋内光ファイバーケーブル範囲制御されたデータセンター環境向けの OM4、OM5、OS2 オプションが含まれています。-次の選択ルールは、プロジェクトがグリーンフィールドであるか、400G- から 800G へのアップグレードであるかに関係なく適用されます。

2.1 完全な比較表

2.2 30 秒のファイバー選択ルール

3. コネクタと極性: MPO-12、MPO-16、MTP、Type-B と Type-C の適切な比較

リンク速度が 400G を超えると、多くのチャネルが並列光リンクになります。 1 つの送信ファイバーと 1 つの受信ファイバーの代わりに、複数のレーンが信号全体を伝送します。この時点で、コネクタの品質と極性の規律が現場での故障の主な原因になります。送信レーンと受信レーンが誤って反転されると、完全なファイバー ケーブルでも障害が発生する可能性があります。

3.1 MPO 対 MTP

MPO は、IEC/TIA 規格で定義されたマルチ ファイバ プッシュオン コネクタ インターフェースです。{0}{0}{1} MTP は、US Conec が設計した MPO- と互換性のある実装であり、より厳しい機械的公差、フローティング フェルール、通常より低い挿入損失を備えています。 400G と 800G の場合、チャネル マージンが狭い、低損失の MTP/MPO アセンブリを指定します。{7}

栄光の光学用品MTP/MPO アセンブリとトランクOS2、OM4、OM5、MPO-対-MPO トランク、MPO-対-LC ブレークアウト、極性ラベル付きアセンブリ、工場テスト ドキュメントなどの-高密度データセンター ケーブル配線用。

3.2 ファイバー数: MPO-8、MPO-12、MPO-16、および MPO-24

3.3 極性管理

極性の不一致は、高密度 AI ファブリックで最も一般的な「リンクが起動しない」問題の 1 つです。{0}}この問題は回復可能ですが、インストール前に極性が文書化されていない場合、運用環境のデバッグに何時間も無駄になる可能性があります。

3.4 APC 対 UPC エンド-面

UPC コネクタは、マルチモードや多くの短いシングルモード データセンター リンクで一般的です。{0}} APC コネクタは、後方反射を低減するために 8{3}} 度の角度を付けた端面を使用しており、リターン ロスを制御する必要がある場合に一般的です。- APC コネクタと UPC コネクタを決して嵌合しないでください。形状の不一致により端面が損傷し、重大な挿入損失が発生する可能性があります。

4. ネットワーク アーキテクチャ: フロントエンド、バックエンド、リーフ-スパイン、GPU レール

すべての AI データセンターは複数のネットワークを運用していますが、ケーブル接続の観点から最も重要な 2 つは、フロントエンド ネットワークとバックエンド AI ファブリックです。これらは異なるトラフィックを伝送し、負荷がかかると異なる動作をするため、同じケーブル配線の問題として扱うべきではありません。

4.1 レール-最適化されたリーフ-スパイン アーキテクチャ

レール最適化 GPU ファブリックでは、各 GPU または NIC グループが特定のスイッチ レールにマッピングされます。{0}このパターンは、集合的な操作の混雑を軽減し、ホット トレーニング トラフィックを予測可能に保つのに役立ちます。ケーブル配線チームにとって、これはトランク プランが GPU をリーフ レール マップに正確に反映する必要があることを意味します。--ケーブルラベルは単なるラベルではありません。それはクラスタ トポロジの一部になります。

4.2 推奨される物理-レイヤ レイアウト

数百の GPU を超えるクラスターの場合、直接パッチを適用することは困難になります。を使用した構造化されたアプローチ、カセット モジュール、終端済みのトランク、レールベースのラベル付けにより、運用チームは徹夜でケーブルを再接続することなく、アップグレード、障害の切り分け、容量の追加を行うことができます。{{2}

5. 損失バジェットの計算: 0.5 dB でトレーニング実行が終了する理由

すべての光リンクは、トランシーバーの仕様によって設定された有限の電力バジェット内で動作します。ファイバーの減衰、コネクタの挿入損失、スプライス、カセット、パッチ パネル、端面の汚れ、温度ドリフト、取り扱いによる磨耗はすべて、その予算を消費します。-損失がチャネル制限を超えると、リンクはトレーニングまたは重い FEC での実行に失敗し、電力と遅延が増加する可能性があります。

5.1 400G および 800G の参考損失予算

重要な洞察は単純です。800G では、単一のダーティ MPO 端面が利用可能なマージンの大部分を消費する可能性があります。{1}このため、コネクタの検査と清掃は、リンク障害後のベストエフォート型タスクではなく、試運転ゲートとして行う必要があります。-

5.2 損失予算計算テンプレート

6. ケーブル管理、展開、およびテスト

6.1 事前-終了とフィールド終了-

6.2 高密度ファイバーでのケーブル管理

• 曲げ半径を維持する:引っ張り中および取り付け後は、ケーブルメーカーの制限に従ってください。
• 空気の流れを保護します:頭上および床下のバンドルは、ホットアイルの戻り気流を妨げてはなりません。{0}
• 取り付ける前のラベル:ケーブルを引っ張る前に、すべてのトランクの両端にラベルを付ける必要があります。
• レールとポッドごとのカラーコード:{0}}視覚的な検証により、メンテナンス期間中のエラーが軽減されます。
• 予備の経路を予約します:AI クラスタは非線形に拡大します。-多くの場合、経路の飽和はポートの飽和よりも修正が困難です。

6.3 4 層テスト プロトコル

800G では、コネクタの清潔さが特に重要です。グローリーオプティカルを見る光ファイバーコネクタのクリーニングガイド検査-清掃-の手順と一般的な清掃の間違いについて説明します。

7. 400G から 800G への移行ハンドブック

ほとんどのオペレータは白紙から構築しているわけではありません。彼らは現在 400G を運用しており、800G GPU 世代を展開するというプレッシャーに直面しており、既存のケーブル設備を可能な限り維持する移行計画を必要としています。適切なアプローチは、運用の切り替え前に段階的に行われ、文書化され、テストされます。

8. 1.6T の準備: アーキテクチャ、ファイバー、およびタイムライン

1.6T イーサネット計画は、AI データセンターのロードマップの一部になりつつあります。 IEEE 802.3df-2024 は 400G および 800G イーサネットをカバーしており、IEEE P802.3dj は 200G、400G、800G、および 1.6T 動作に向けた進行中の作業です。標準、モジュール形式、およびベンダーの実装は進化し続けるため、1.6T ケーブル配線は、固定された製品の前提条件ではなく、準備計画として作成される必要があります。

8.1 今日行うべきインフラストラクチャに関する 4 つの決定

• 繊維植物:アップグレードの不確実性が高い新しいルートには、OM5 または OS2 を選択してください。
• コネクタ経路:より多くの-ファイバー-数の MPO フォーマットや将来のブレークアウト設計用にスペースを確保します。
• パッチパネル密度:最初のインストールを 100% まで埋めることは避けてください。予備密度はアップグレード資産です。
• CPO 経路の予約:将来のスイッチの-フロント ファイバーの配線を念頭に置いて、光ファイバーを一緒にパッケージ化してください。-

8.2 1.6T 準備チェックリスト

9. ROI と TCO: ファイバーへの投資事例の作成

ファイバーインフラストラクチャは、ケーブルラインアイテムが目に見える一方で、回避されるコストがあまり明らかではないため、CAPEX の承認段階で課題となることがあります。より完全な TCO モデルには、光学系、労働力、電力、冷却、再作業、ダウンタイム、MTTR、将来の回収リスクが含まれます。-

10. RFP および設計書で参照する基準

調達文書で適切な基準を引用することで、ベンダーの提案を比較できるようになり、受け入れテストを客観的に保つことができます。以下の規格は参考として使用し、調達時に最終バージョンを確認してください。

11. 400G/800G AI データセンターファイバーケーブルの調達チェックリスト

注文する前に、部品表をネットワーク アーキテクチャおよび設置条件と照らし合わせて確認する必要があります。これにより、極性の誤り、ファイバ数の不足、コネクタの不一致、予算の損失、予備容量の不足が防止されます。-

お見積り前にご確認いただきたい事項

• 速度目標:400G、800G、または 1.6T- 対応の設計。
• ファイバーの種類:距離とアップグレードのロードマップに基づく OM4、OM5、または OS2。
• コネクタの種類:LC、MPO-12、MPO-16、MPO-24、またはより高密度の計画。
• 極性方式：タイプ A、タイプ B、またはタイプ C。製造前に文書化されています。
• コネクタの性別とキーの向き:MTP/MPO トランクおよびカセット システムでは特に重要です。
• 挿入損失要件:標準-損失または低-損失/エリート-グレードのアセンブリ。
• ジャケットの評価:LSZH、OFNR、OFNP、またはプロジェクト{0}}固有の難燃性要件-。
• 長さのスケジュール:測定されたルート長にサービス ループとスラック管理計画を加えたものです。
• ラベル付けルール:ポッド、ラック、レール、スイッチ ポート、トランク ID、および宛先ポート。
• 工場テストレポート:挿入損失、該当する場合は反射損失、極性、および目視検査記録。

12. よくある質問

Q: 400G および 800G AI データセンターにはどのファイバーが最適ですか?

A: 約 100 m 未満の短い GPU{0}} から-リーフへのリンクの場合、低損失 MTP/MPO トランクを備えた OM4 または OM5 マルチモード ファイバーが通常、最もコスト効率の高い選択肢です。{{6}スパイン、建物間、DCI、または将来が不確実なリーチ リンクの場合は、通常、OS2 シングルモード ファイバの方が安全です。-プロジェクトでより強力な 1.6T 移行パスが必要な場合は、OM5 または OS2 を検討する必要があります。

Q: MPO コネクタと MTP コネクタの違いは何ですか?

A: MPO は、IEC/TIA 規格で定義されたマルチファイバー プッシュオン コネクタ インターフェースです。{0}{1} MTP は、US Conec が設計した MPO- と互換性のある実装であり、より厳しい機械的公差、フローティング フェルール、通常より低い挿入損失を備えています。 400G および 800G チャネルの場合、低損失 MTP または同等の MPO アセンブリが光マージンの維持に役立ちます。{7}}

Q: 800G パラレル光にはどの極性を使用する必要がありますか?

A: タイプ-Bは、40Gから400Gの導入では引き続き一般的です。 800G SR8 または DR8 プロジェクトの場合、正確なトランシーバー、カセット、およびトランクの設計に対して極性を確認する必要があります。重要なのは、製造前に BOM、ケーブル ラベル、パッチ パネルの記録、および受け入れチェックリストの極性を文書化することを想定しないことです。

Q: 800G ケーブルの清掃と検査をさらに厳格にする必要があるのはなぜですか?

A: 800G の短距離リンクでは、光損失マージンが狭いことがよくあります。- MPO 端面が汚れていると、利用可能な予算の大部分が消費され、リンクが失敗したり、重い FEC で実行されたりする可能性があります。 IEC 61300-3-35 に基づく検査-クリーン-検査手順は、オプションのフィールド ステップではなく、試運転の一部である必要があります。

Q: 既存の 400G ファイバー プラントを 800G にアップグレードできますか?

A: 多くの場合、そのとおりですが、ファイバの種類、リンクの長さ、コネクタ数、極性、トランク ファイバの数、および挿入損失によって異なります。 OM4 チャネルは、低損失コネクタを使用した制御された短距離でのみ 800G-SR8 をサポートする場合があります。- OS2 リンクは通常、到達範囲の柔軟性が高くなりますが、異なる光学経済性が必要になります。

Q: AI データセンターのケーブル配線の見積もりにはどのような情報を提供する必要がありますか?

A: ターゲット速度、ラック数、スイッチ モデル、GPU または NIC ポート マップ、ファイバー タイプ、推定ルート長、コネクタ形式、極性設定、パッチ{0}}パネルの計画、ジャケットの定格、必要なテスト文書を提供します。ポート マップまたはラック立面図は、設計を正確な BOM に変換するのに役立ちます。

AI データセンター向けの関連ファイバーケーブル製品

AI データセンター プロジェクトには通常、複数の種類のファイバー コンポーネントが必要です。互換性の問題を軽減するには、トランク ケーブル、パッチ パネル、カセット、コネクタ、およびテスト ドキュメントを個別の項目ではなく 1 つのシステムとして計画する必要があります。